高并发场景下秒杀系统的设计思路

1 概述

秒杀系统之因此难作，是由于在极短的时间内涌入大量的请求，来同时访问有限的服务资源，从而形成系统负载压力大，甚至致使系统服务瘫痪以及宕机的可能。本文会介绍秒杀系统中存在的痛点以及针对这些点的优化思路。

2 秒杀系统是什么鬼

如：12306的春节抢票、各大电商搞的定时抢购活动，如小米手机的在线抢购等，抢过火车票的同窗都知道在放票的那一瞬间可能1s都不到，票就被抢购一空了。

3 秒杀系统的难点

（1）短期内高并发，系统负载压力大

（2）竞争的资源有限，数据库锁冲突严重

（3）避免对其余业务的影响

4 常见的互联网分层架构

（1）客户端层：手机或PC端操做的客户端页面，域名经过DNS解析路由到NG

（2）反向代理层：通常经过NG做为反向代理，将客户端请求均衡路由到后端站点服务，NG也能够水平扩展为多实例，且每一个实例可单独部署为主从的高可用方案。

（3）站点层：站点层能够水平扩展为多个实例部署，以此来均衡来自客户端请求产生的高并发负载，多个web server之间的session信息能够集中存储于分布式缓存服务（Redis，MemCache）中。

（4）服务层：服务层也可水平扩展为多个实例部署，即时下最火的微服务方式

（5）数据库层：数据库层的常见部署方式，如读写分离，分库分表等

5 秒杀系统的架构原则

（1）尽可能将请求拦截在上游

对于秒杀系统来讲，系统的瓶颈通常在数据库层，因为资源是有限的，如库中共1万张票，一瞬间并发进来100万的请求，那么有99万都是无用的请求，因此为了更好的保护底层有限的数据库资源，尽可能将请求拦截在上游。

（2）充分利用缓存

缓存不但极大的缩短了数据的访问效率，更重要的是承载了底层数据库的访问压力，因此对于读多写少的业务场景充分利用好缓存

（3）热点隔离

业务隔离：如12306的分时段售票，将热点数据分散处理，来下降系统负载压力

系统隔离：实现系统的软硬隔离，不光是实现软件的隔离，还能够实现硬件的隔离，尽最大限度的减小秒杀带来的高并发安全性问题。

数据隔离：启用单独的cache集群或数据库来存放热点数据

6 优化方案

（1）页面端优化，如：

• 按钮置灰：禁止用户重复提交请求
• 经过JS控制：在必定时间内只能提交一次请求

（2）web server层优化，如：

• 动静分离：如将几乎不变的静态页面直接经过NG或CDN来路由访问，只有动态变换的页面能够请求到web server端
• 页面缓存化
• Nginx反向代理实现web server端的水平扩展

（3）后端service服务层优化

• 使用缓存（Redis、Memchched）：将读多写少的业务数据放入缓存，如秒杀业务中能够将更新频繁的商品库存信息放入Redis缓存处理

注：库存信息放入Redis缓存的时候最好分为多份放入不一样key的缓存中，如库存为10万能够分为10份分别放入不一样key的缓存中，这样将数据分散操做能够达到更高的读写性能。

• 使用队列处理：将请求放入队列排队处理，以可控的速度来访问底层DB
• 异步处理：如将秒杀成功的订单通知信息经过消息队列（RabbitMQ、Kafka）来异步处理

（4）DB层优化

• 读写分离
• 分表分库
• 数据库集群