作者｜vivo官網(wǎng)商城開發(fā)團(tuán)隊(duì) - Zhou Longjian

一、背景

隨著O2O線上線下業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展，電商平臺也在逐步完善交易側(cè)相關(guān)的產(chǎn)品功能。在最近的需求版本中，業(yè)務(wù)方為進(jìn)一步提升用戶的使用體驗(yàn)，規(guī)劃了取貨碼生成及訂單核銷相關(guān)邏輯，目的是讓線上的用戶在付完款之后能夠到店取貨或者安排導(dǎo)購派送。

日常生活中，我們對取貨碼、核銷這類功能使用的經(jīng)歷大部分都來自：看電影前取票、吃飯后出示券碼、快遞柜取包裹等等，它們都有一些類似的特點(diǎn)，比如：

• 取貨碼長度相對較短，比起動輒十幾二十位訂單號，幾位的數(shù)字碼更方便記憶和輸入；
• 除了數(shù)字取貨碼，還提供二維碼，方便終端進(jìn)行掃描并核銷。

取貨碼使用起很簡單，然而像“冰山”一樣，隱藏在簡單外表下面卻需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)和細(xì)致的邏輯，可以說麻雀雖小五臟俱全。本文介紹的設(shè)計(jì)也比較有趣，而且按此思路可以實(shí)現(xiàn)市面上大多數(shù)核銷類券碼的生成，同時(shí)也能滿足業(yè)務(wù)的SaaS化，算是一個(gè)相對通用的能力，在此把整個(gè)設(shè)計(jì)分享給大家。

二、簡單系統(tǒng)的單表業(yè)務(wù)

如果業(yè)務(wù)的體量不大，店鋪流量比較小，未形成平臺的規(guī)模，比如給個(gè)體經(jīng)營者使用的系統(tǒng)。那么取貨碼或券碼的實(shí)現(xiàn)就比較簡單，跟訂單共享一張大橫表或者使用擴(kuò)展表跟訂單進(jìn)行關(guān)聯(lián)就行了，這個(gè)階段也無需做過度設(shè)計(jì)。

表的設(shè)計(jì)如下圖：

不過需要注意的是一般訂單號都是比較長的，通常都在十幾二十位（當(dāng)然也有比較短的訂單號，如果訂單號比較短，取貨碼也可采用訂單號）我們假設(shè)訂單號18位，取貨碼8位，即訂單號的取值范圍遠(yuǎn)大于取貨碼，那么在訂單號的生命周期內(nèi)，取貨碼是有很大幾率存在重復(fù)的。解決起來相對簡單，我們只需要保證在任意條件下，未核銷狀態(tài)的數(shù)字碼不重復(fù)即可，也即已核銷的數(shù)字碼可以回收利用。

那么取貨碼的生成邏輯就很清晰了，下面用偽代碼模擬真實(shí)的實(shí)現(xiàn)邏輯：

偽代碼實(shí)現(xiàn)

for (;;) {
   step1 獲取隨機(jī)碼：String code = this.getRandomCode();
   step2 執(zhí)行SQL：SELECT COUNT(1) FROM order_main WHERE code = ${code} AND write_off_status = 0;
   step3 判斷是否可以插入：if ( count > 0) { continue; }
   step4 執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入：UPDATE order_main SET code = ${code}, qr_code = ${qrCode}, write_off_status = 0 WHERE order_no = ${orderNo}
}

*注意：這里step2和step4不是原子操作，存在并發(fā)問題，實(shí)際應(yīng)用中最好使用分布式鎖，把操作鎖住。

三、 復(fù)雜平臺的分庫分表業(yè)務(wù)

通過簡單的單表設(shè)計(jì)，我們能管窺一斑，了解取貨碼大致的實(shí)現(xiàn)邏輯。不過我們在把簡單方案往大型項(xiàng)目上進(jìn)行落地的時(shí)候，就需要考慮很多方面，設(shè)計(jì)也需要更精巧。SaaS化的電商平臺會比簡單的單表業(yè)務(wù)復(fù)雜很多，重點(diǎn)體現(xiàn)在：

1.  SaaS 產(chǎn)品涉及的店鋪很多且訂單量大，需要設(shè)計(jì)大容量存儲，所以訂單表基本使用分庫分表，顯然作為訂單附屬的取貨碼表也得使用相同的策略；
2. B端和C端用戶的體驗(yàn)非常重要，服務(wù)端接口的設(shè)計(jì)需要充分考慮魯棒性，完善最基本的重試及容錯(cuò)能力；
3. 不同業(yè)務(wù)方對于取貨碼的要求可能不太一樣，取貨碼的設(shè)計(jì)需要具有通用性以及個(gè)性化的配置屬性。

3.1 詳細(xì)設(shè)計(jì)

取貨碼表的設(shè)計(jì)推薦使用和訂單一致的分庫分表策略，好處是：

1.  和訂單一樣，支撐海量訂單行的存儲；
2.  方便利用同樣的分庫分表因子進(jìn)行查詢（例如：open_id、member_id）。

在考慮落地實(shí)現(xiàn)上，我們遇到了第一個(gè)討論的點(diǎn)，那就是取貨碼是做到“門店唯一”還是“全局唯一”？

3.2 門店唯一方案

剛開始考慮使用類似飯館取餐碼類似的邏輯，保證取貨碼在各自門店保持唯一就行了。類似如下圖交互，圖中用戶A和用戶B持有相同的取貨碼，用戶A、B分別去他們對應(yīng)的店鋪完成核銷，整個(gè)交易過程就結(jié)束了。但是這得保證用戶A和B能正確地在各自訂單歸屬的店鋪完成核銷，顯然這個(gè)方案是帶有風(fēng)險(xiǎn)的！

下圖所示的這種情況下，用戶A、B也能正常核銷，不過串單了，原本屬于用戶A的訂單被用戶B核銷了。這種問題出現(xiàn)的本質(zhì)原因在于純粹的數(shù)字碼無法帶有用戶的標(biāo)識，雖然可以在核銷前做人為的核驗(yàn)身份來避免，但依然屬于高風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，所以門店唯一方案不可??！

3.3 全局唯一方案

全局唯一方案風(fēng)險(xiǎn)小，但實(shí)現(xiàn)難度稍高一點(diǎn)。核心問題在于如何判定隨機(jī)生成的取貨碼是全局唯一的，當(dāng)然如果系統(tǒng)本身依賴ES這類存儲介質(zhì)，可以在插入前先查詢ES，不過查詢和寫入ES對于實(shí)時(shí)性接口來說稍微有點(diǎn)重，沒有直接查庫表來得直接。假設(shè)某業(yè)務(wù)方分成了4個(gè)庫4張表，總計(jì)16表，取貨碼的長度確定為8位，那如何在多庫多表的Mysql中查詢并保證全局唯一呢？遍歷表的方式肯定不可?。?/p>

為解決上述的疑問，我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以在取貨碼的編排上做點(diǎn)文章，如下步驟做具體詳解：

步驟①： 可以將8位的取貨碼分成兩個(gè)區(qū)域，“隨機(jī)碼區(qū)域”+“庫表位置”，下圖示例：

步驟②： 隨機(jī)碼區(qū)域暫不介紹，我們來看下2位庫表如何映射到4庫4表組成的16張表中。

這里也有兩套方案：

【方案一】可以選擇2位庫表的首位作為庫編號，末位作為表編號。好處是映射較為簡單，但是容量不夠大，如果分的庫或表>9，擴(kuò)展就會有點(diǎn)麻煩。如下圖，我們把末尾“12”邏輯映射到了“1庫的編號為2的表”；

【方案二】將4庫4表二維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)成一維，以0為初始值進(jìn)行遞增，(0庫, 0表) → 00,  (0庫, 1表) → 01... ,  (3庫, 3表) → 15。好處是容量變大了，最大支持99張表，不受庫或表單一條件的限制，缺點(diǎn)就是映射邏輯寫起來麻煩點(diǎn)，不過這不是問題。

取貨碼經(jīng)過簡單編排，我們完成了取貨碼的到庫表的映射邏輯，解決了取貨碼存取的問題。其實(shí)仔細(xì)想想，關(guān)于全局唯一的問題其實(shí)也解決掉了，我們只要保證前6位隨機(jī)碼在單表里保證唯一即可，理論上支持單表在未核銷狀態(tài)下范圍為：000000 ~ 999999條記錄，容量是足夠的。關(guān)鍵我們把多庫多表的查詢就簡化成了只跑一個(gè)SQL，效率大大提升。

3.4 方案落地遇到的問題

既然本篇是介紹SaaS化的完整方案，在落地的時(shí)候或多或少會遇到一些問題，這邊介紹三個(gè)實(shí)際遇到的典型問題，并給出一些解決方案：

【問題一】使用Math.random()生成的6位隨機(jī)碼和表里的重復(fù)了，如何處理？

【解決】其實(shí)重復(fù)的情況有兩種：

1. 可能是表里已經(jīng)存在數(shù)字相同未核銷的取貨碼；
2. 另外一種情況就是別的事務(wù)在正在操作，正好有個(gè)分布式事務(wù)鎖住了一樣的數(shù)字碼（概率很低，但是是有可能的）。

這兩種情況的出現(xiàn)就需要我們進(jìn)行優(yōu)雅地重試了！大致思路如下偽代碼：

// step1 根據(jù)分庫分表因子獲取庫表編號，userCode-用戶編號、tenantId-租戶編號
String suffix = getCodeSuffix(userCode, tenantId);
// step2 批量獲取6位隨機(jī)碼
for (int i=1; i<=5; i++) {
   // 批量獲取隨機(jī)數(shù)。每次重試，取2的指數(shù)級量進(jìn)行過濾，相比暴力執(zhí)行for循環(huán)，這種方式能減少和DB的交互
   List<String> tempCodes = getRandomCodes(2 << i);
   // 過濾掉分布式鎖
   filterDistributeLock(tempCodes);
   // 過濾掉數(shù)據(jù)庫存在的隨機(jī)碼
   filterExistsCodes(tempCodes);
   return tempCodes;
}
// step3 處理隨機(jī)碼，隨機(jī)碼入庫
for (String code : codes) {
   // 加鎖，判斷加鎖是否成功。推薦使用Redis分布式鎖
   boolean hasLockd = isLocked(code);
   try {
         // 執(zhí)行入庫
         insert(object);
   } finally {
      // 解鎖
   }
}
// step4 執(zhí)行后置二維碼圖片等邏輯

【注意】

1. 推薦使用指數(shù)級重試的方式（2 << i），逐次遞增random的數(shù)量，減少和DB的交互；
2. 建議數(shù)字碼生成完畢后加鎖并執(zhí)行INSERT，生成圖片地址等耗時(shí)嚴(yán)重的動作可以后置UPDATE上去。

【問題二】項(xiàng)目中使用了分庫分表的組件（比如：ShardingSphere-JDBC），怎么動態(tài)修改數(shù)據(jù)源？也就是同時(shí)支持分庫分表因子（比如：member_id、open_id等）以及根據(jù)取貨碼計(jì)算的庫表動態(tài)查詢。

【解決】我們以ShardingSphere-JDBC作為為案例來給出一些配置及偽代碼，具體可以參考：《強(qiáng)制路由::ShardingSphere》，其他開源的分庫分表組件或者自研產(chǎn)品不做贅述，可以自己手動寫個(gè)插件，別怕，即使再難，也要相信有光！

配置及偽代碼

// ShardingSphere-JDBC依賴的配置文件jdbc-sharding.yaml
...
shardingRule:
  tables:
    ...
    # 取貨碼表
    order_code:
      actualDataNodes: DS00$->{0..3}.order_pick_up_0$->{0..3}
      # 配置庫的計(jì)算邏輯
      databaseStrategy:
        hint:
          algorithmClassName: com.xxx.xxxxx.xxx.service.impl.DbHintShardingAlgorithm
      # 配偶之表的計(jì)算邏輯
      tableStrategy:
        hint:
          algorithmClassName: com.xxx.xxxxx.xxx.service.impl.DbHintShardingAlgorithm
    ...
// java代碼
try (HintManager hintManager = HintManager.getInstance()) {
    hintManager.addDatabaseShardingValue("order_code"/** 取貨碼表 */, DbHintShardingAlgorithm.calDbShardingValue(tenantId, code));
    hintManager.addTableShardingValue("order_code"/** 取貨碼表 */, DbHintShardingAlgorithm.calTabShardingValue(tenantId, code));
    Object xxx = xxxMapper.selectOne(queryDTO);
}

【注意】

1. 這里介紹一種編程式的解決方案，好處是配置簡單、比較靈活，缺點(diǎn)就是代碼稍微多一點(diǎn)。其實(shí)ShardingSphere還支持注解的方式，可以自己研究下；
2. 第一條說了比較靈活，體現(xiàn)在自己實(shí)現(xiàn)的 “DbHintShardingAlgorithm.calDbShardingValue(tenantId, code)” 方法上，這個(gè)方法可以自己定義，所以我們的入?yún)⒖梢允峭ㄓ玫姆謳旆直硪蜃樱部梢允亲远x的取貨碼的“庫表位置”字段，非常靈活。

【問題三】如何做到更強(qiáng)的擴(kuò)展性，適用SaaS平臺以及不同的業(yè)務(wù)場景？

【解決】細(xì)心的小伙伴應(yīng)該注意到了 "tenantId" 這個(gè)字段，這是個(gè)租戶的編碼，在實(shí)際編碼會進(jìn)行透傳。我們可以利用這個(gè)字段針對不同的租戶（或叫業(yè)務(wù)方）來做不同的配置，比如：取貨碼的長度、取貨碼編排的方式、取貨碼映射庫表位置的策略等等做成可配，只要把主干邏輯進(jìn)一步抽象，并使用策略模式進(jìn)行個(gè)性化編碼。

四、總結(jié)

實(shí)現(xiàn)取貨碼邏輯的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上券碼這塊的方案、技術(shù)文章比較少，當(dāng)時(shí)萌生了寫篇文章拋磚引玉做個(gè)分享的想法。事實(shí)上，我相信大多數(shù)公司可能或多或少也是這么做的，哪怕采取了別的方案也能殊途同歸。本篇文章整體只是介紹了一個(gè)思路，而這個(gè)思路類似一個(gè)簡化版的訂單分庫分表，但這就是神奇所在，事實(shí)上我們還可以將一些常用的技術(shù)方案落地到不同的應(yīng)用場景，大膽地做一些嘗試，多走一些未曾設(shè)想過的道路！