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作者 | 悟空哥

來源 | 悟空聊架構(gòu)（ID：PassJava666）

星球簡介

地點：β-410 星系，A-731電商星球。

時間：新紀(jì)元 2036 年。

星球簡介：

• 中文名：A-731電商星球
• 外文名：A-731 Mall
• 分類：行星
• 公轉(zhuǎn)周期：一年
• 常駐用戶：中間件工作者、各種請求。
• 星球總歷史：二十萬年。

星球危機

我是一個秒殺請求，每天的工作就是將秒殺請求的數(shù)據(jù)運送給后端工作者。

這天我在 Nginx 轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器上遇見了請求「小空」 ，我跟小空說有重要消息不方便現(xiàn)在告訴他，下班再約，然后就都匆匆趕路了。

我和小空晚上十點下班后來到一家酒吧，點了兩杯 mojito，找了一個角落坐下。

小空：你最近看起來心事重重。

我：你有沒有發(fā)現(xiàn)最近我們星球的訂單數(shù)急劇增加，每天有一千萬訂單數(shù)據(jù)產(chǎn)生，也不是一天、兩天的事了。

小空：難怪我每天加班到晚上十點來運送請求數(shù)據(jù)。

我：我有個舅舅在航天局上班，告訴我說我們星球承載不了那么多請求和訂單數(shù)據(jù)，不久就會出現(xiàn)「行星大爆炸」 。你可不要透露給別人。

小空：那怎么辦?

我：我們可以去 100 光年外的 T-714 星球，但是只能通過秒殺通道坐時空穿梭機去那顆星球。而且名額有限制，不知道我有沒有機會登上穿梭機。

我：明天通道會開啟兩次，上午十點和下午兩點。你明天和我一起去吧!

小空：好的。

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星球大爆炸

「涉及的知識點：」

• 這里的行星大爆炸指的是什么?
  • 因訂單數(shù)據(jù)量很大，數(shù)據(jù)庫撐不住了。數(shù)據(jù)庫可能宕機。
  • 因每天有大量請求發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器也扛不住了。服務(wù)器可能宕機。
• 秒殺通道每天開啟兩次代表了什么?
  • 「流量錯峰」 ，將流量分?jǐn)偟絻蓚€秒殺場次。
  • 當(dāng)然「流量錯峰」 的手段還有輸入驗證、加入購物車等分?jǐn)偭髁康淖龇ā?/li>

秒殺通道

地點：A-731 星球機場

時間：09 : 45

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通道

“請前往 T-714 星球的請求旅客到 Y1 站臺排隊等待進(jìn)入特殊通道， 15 分鐘后開始進(jìn)入穿梭機大廳”。大廳的廣播連續(xù)播放了三遍。

我走向了特殊通道，看到通道旁立著一個牌子：秒殺通道，只給秒殺請求使用。

「涉及知識點：」

• 秒殺場景為什么單獨弄了條通道?
  • 秒殺業(yè)務(wù)為了不影響系統(tǒng)的其他業(yè)務(wù)單獨部署了一套秒殺系統(tǒng)。
  • 總結(jié)為「服務(wù)單一職責(zé) + 獨立部署」

實時大屏

一抬頭看到通道上方有一個大屏，在不斷播放 T-714 星球的照片，以及機票的訂單信息。

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T-714 星球

有兩個穿制服的工作者正在大屏旁巡邏。一個制服上印著 Nginx，一個制服上印著 CDN。

Nginx+CDN

「涉及知識點：」

• Nginx 制服：
  • 穿 Nginx 制服的工作者在維護(hù) Nginx 的靜態(tài)和動態(tài)資源。
  • 商品詳情頁是一個靜態(tài)頁面，將這些靜態(tài)頁面存儲到 Nginx 服務(wù)器上，訪問靜態(tài)資源時，請求先到 Nginx，然后 Nginx 服務(wù)器通過請求的 URL 鏈接來匹配是否是訪問的靜態(tài)資源。
  • 大屏的商品詳情頁并不是通過發(fā)送請求從后臺服務(wù)器拿到的。其實實現(xiàn)了「動靜分離」 。
• 一張圖解釋 Nginx 動靜分離

Nginx 流程圖

• 靜態(tài)資源比如 HTML 文件極少變化，就可以專門放到一臺服務(wù)器上，直接訪問，不需要與后臺服務(wù)器交互(比如 Tomcat)。
• 動態(tài)資源比如需要從后臺拿到有多少人購買了商品，發(fā)送下單請求來存儲數(shù)據(jù)，這些都稱作動態(tài)資源，不能狹隘的理解為看得見的資源，廣義上可以包括獲取邏輯處理的結(jié)果，執(zhí)行存儲數(shù)據(jù)等操作。
• CDN 制服
  
  • 什么是 CDN：CDN 大白話解釋就是用戶就近獲取資源，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時間，提高訪問速度。
  • Nginx 上放 HTML文件，而 CDN 上則放 HTML 引入的圖片文件、腳本文件。
  • 穿 CDN 制服的工作者在維護(hù) CDN 的資源。
• 一張流程圖解釋 CDN 工作原理

CDN 流程圖

驗證通道

時間：10:00

“驗證通道已開啟，請攜帶密碼進(jìn)入!” 又是播放了三遍廣播。

輸入密碼

「涉及的知識點：」

• 為什么需要密碼?
  • 為了防止大量模擬的秒殺請求進(jìn)入業(yè)務(wù)處理流程，所以先加一道驗證，丟棄這些假請求。
  • 怎么做到的?前端網(wǎng)頁先發(fā)送請求拿到密碼，點擊搶購時，請求體中攜帶加密密碼，后端校驗密碼是否匹配?？梢酝ㄟ^ MD5 加密。
• 總結(jié)為「秒殺請求加密」 。

穿梭機大廳

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穿梭機大廳

經(jīng)過驗證通道的篩選后，有一半的假請求被擋在門外，像我這種拿到了正確密碼的順利進(jìn)入了穿梭機大廳。

來到大廳，發(fā)現(xiàn)大廳的正中央擺放著一個顯示器，上面顯示的紅色數(shù)字 100 赫然映入眼中。

顯示屏的左手邊站著一位穿著 Redis 統(tǒng)一制服的靚女。在一旁的我偷聽到原來她是控制顯示器顯示穿梭機剩余數(shù)量的。如果數(shù)字變?yōu)?0 ，則表示穿梭機已經(jīng)全部被占用，后來的人就得無功而返了。

「涉及的知識點：」

• 秒殺場景中，查詢剩余庫存并不是直接查數(shù)據(jù)庫，而是查 Redis 緩存的。
• 為什么是查緩存?因為查緩存的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于查數(shù)據(jù)庫，減少了響應(yīng)時間，而且對數(shù)據(jù)庫的壓力減小了很多。如果很多查庫存的請求都到數(shù)據(jù)庫了，那數(shù)據(jù)庫就要崩了，而且數(shù)據(jù)庫干不了其他的活了。

搶票

顯示屏的右手邊站著一位西裝筆挺的年輕帥哥，看到他的袖口上掛著一個紅袖章，印著 Redisson 字樣。他一臉嚴(yán)肅的模樣，對大廳內(nèi)黑壓壓一片的請求熟視無睹?？赡苁且姂T了這種場景吧。

正在打量這位帥哥時，發(fā)現(xiàn)他的左手拿著一疊機票，沒錯，有了一張機票就可以登入穿梭機了。我以百米沖速的速度到達(dá)了他面前，到達(dá)他面前時，已經(jīng)有十幾個請求也到了他身邊，他按照先來后到的順序依次發(fā)放機票，到我的時候，機票已經(jīng)只剩幾張了，慶幸的是我的百米沖速幫我搶到了一張機票。我問帥哥是否可以再發(fā)一張票給我，他拒絕了。

每一次發(fā)放票，穿 Redis 制服的靚女都會操作顯示屏，讓其數(shù)量減一。

十秒鐘后，票已經(jīng)發(fā)完，顯示屏顯示數(shù)字 0 。

「涉及的知識點：」

• Redisson 是啥呢?Redis 客戶端，解決了分布式的一些常見問題。
• 這里其實用到了 Redisson 的信號量功能，總共有 100 張票，也就是 100 個信號量，而且票的數(shù)量不會因為多線程并發(fā)或分布式系統(tǒng)的原因而導(dǎo)致票的數(shù)量被超賣。比如賣出了 101 張票。
• 每個人只能獲得一張票，這就是秒殺系統(tǒng)中涉及到的冪等性校驗，不能重復(fù)搶票。

售票窗口

登機牌

登機牌

發(fā)放機票的帥哥告訴我，拿到票后，到 A 窗口排隊付款，才能拿到登記牌。于是我和另外 99 個請求一起在 A 窗口排隊了。

看到一個請求想要放棄付款了，說是機票太貴了，然后準(zhǔn)備離開大廳時，被發(fā)放機票的帥哥攔住了，他問請求是否要考慮下，有 15 分鐘的考慮時間，如果請求還是覺得不行，可以將機票還給他，他可以再發(fā)放給其他人。

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隊列削峰

「涉及的知識點：」

• 秒殺系統(tǒng)中常用的「隊列削峰」 。秒殺成功的請求，進(jìn)入隊列，慢慢創(chuàng)建訂單、扣減庫存。
• 秒殺成功后，快速告訴用戶已經(jīng)秒殺成功，而不是等待訂單完再告訴用戶，那用戶就要多等一會了，影響體驗。
• 為什么要做隊列削峰?成功的請求不必一下子都去數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建訂單，這樣對數(shù)據(jù)庫的壓力也會小一些。
• 在秒殺場景中，很有可能有用戶搶到了但是不付款的場景，這個時候庫存是要加回去的，可以提供給其他用戶。

啟航

訂單創(chuàng)建成功后，我順利拿到了登機牌，通過了登機牌的校驗后，成功登上了穿梭機。

出發(fā)，去往 T-714 星球。聽說那個星球的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了分庫分表、服務(wù)也拆分成了微服務(wù)。

總結(jié)

上面通過科幻小說的方式來講解了秒殺系統(tǒng)中關(guān)注的點，下面是對秒殺系統(tǒng)關(guān)注的八大點的一個總結(jié)：

秒殺場景關(guān)注點

• 服務(wù)單一職責(zé)、獨立部署
• 庫存預(yù)熱、快速扣減
• 秒殺鏈接加密
• 動靜分離
• 惡意請求攔截
• 流量錯峰
• 限流&熔斷&降級
• 隊列削峰

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