秒殺系統架構分析

秒殺系統架構分析

　　所謂"秒殺"，就是網絡賣家發布一些超低價格的商品，所有買家在同一時間網上搶購的一種銷售方式。下面整理了關于秒殺系統架構分析的文章，歡迎大家閱讀!

　　1 秒殺業務分析

　　正常電子商務流程

　　(1)查詢商品;(2)創建訂單;(3)扣減庫存;(4)更新訂單;(5)付款;(6)賣家發貨

　　秒殺業務的特性

　　(1)低廉價格;(2)大幅推廣;(3)瞬時售空;(4)一般是定時上架;(5)時間短、瞬時并發量高;

　　2 秒殺技術挑戰

　　假設某網站秒殺活動只推出一件商品，預計會吸引1萬人參加活動，也就說最大并發請求數是10000，秒殺系統需要面對的技術挑戰有：

　　對現有網站業務造成沖擊

　　秒殺活動只是網站營銷的一個附加活動，這個活動具有時間短，并發訪問量大的特點，如果和網站原有應用部署在一起，必然會對現有業務造成沖擊，稍有不慎可能導致整個網站癱瘓。

　　解決方案：將秒殺系統獨立部署，甚至使用獨立域名，使其與網站完全隔離。

　　高并發下的應用、數據庫負載

　　用戶在秒殺開始前，通過不停刷新瀏覽器頁面以保證不會錯過秒殺，這些請求如果按照一般的網站應用架構，訪問應用服務器、連接數據庫，會對應用服務器和數據庫服務器造成負載壓力。

　　解決方案：重新設計秒殺商品頁面，不使用網站原來的商品詳細頁面，頁面內容靜態化，用戶請求不需要經過應用服務。

　　突然增加的網絡及服務器帶寬

　　假設商品頁面大小200K(主要是商品圖片大小)，那么需要的網絡和服務器帶寬是2G(200K×10000)，這些網絡帶寬是因為秒殺活動新增的，超過網站平時使用的帶寬。

　　解決方案：因為秒殺新增的網絡帶寬，必須和運營商重新購買或者租借。為了減輕網站服務器的壓力，需要將秒殺商品頁面緩存在CDN，同樣需要和CDN服務商臨時租借新增的出口帶寬。

　　直接下單

　　秒殺的游戲規則是到了秒殺才能開始對商品下單購買，在此時間點之前，只能瀏覽商品信息，不能下單。而下單頁面也是一個普通的URL，如果得到這個URL，不用等到秒殺開始就可以下單了。

　　解決方案：為了避免用戶直接訪問下單頁面URL，需要將改URL動態化，即使秒殺系統的開發者也無法在秒殺開始前訪問下單頁面的URL。辦法是在下單頁面URL加入由服務器端生成的隨機數作為參數，在秒殺開始的時候才能得到。

　　如何控制秒殺商品頁面購買按鈕的點亮

　　購買按鈕只有在秒殺開始的時候才能點亮，在此之前是灰色的。如果該頁面是動態生成的，當然可以在服務器端構造響應頁面輸出，控制該按鈕是灰色還 是點亮，但是為了減輕服務器端負載壓力，更好地利用CDN、反向代理等性能優化手段，該頁面被設計為靜態頁面，緩存在CDN、反向代理服務器上，甚至用戶瀏覽器上。秒殺開始時，用戶刷新頁面，請求根本不會到達應用服務器。

　　解決方案：使用JavaScript腳本控制，在秒殺商品靜態頁面中加入一個JavaScript文件引用，該JavaScript文件中包含 秒殺開始標志為否;當秒殺開始的時候生成一個新的JavaScript文件(文件名保持不變，只是內容不一樣)，更新秒殺開始標志為是，加入下單頁面的URL及隨機數參數(這個隨機數只會產生一個，即所有人看到的URL都是同一個，服務器端可以用redis這種分布式緩存服務器來保存隨機數)，并被用戶瀏覽器加載，控制秒殺商品頁面的展示。這個JavaScript文件的加載可以加上隨機版本號(例如xx.js?v=32353823)，這樣就不會被瀏覽器、CDN和反向代理服務器緩存。

　　這個JavaScript文件非常小，即使每次瀏覽器刷新都訪問JavaScript文件服務器也不會對服務器集群和網絡帶寬造成太大壓力。

　　如何只允許第一個提交的訂單被發送到訂單子系統

　　由于最終能夠成功秒殺到商品的用戶只有一個，因此需要在用戶提交訂單時，檢查是否已經有訂單提交。如果已經有訂單提交成功，則需要更新 JavaScript文件，更新秒殺開始標志為否，購買按鈕變灰。事實上，由于最終能夠成功提交訂單的用戶只有一個，為了減輕下單頁面服務器的負載壓力， 可以控制進入下單頁面的入口，只有少數用戶能進入下單頁面，其他用戶直接進入秒殺結束頁面。

　　解決方案：假設下單服務器集群有10臺服務器，每臺服務器只接受最多10個下單請求。在還沒有人提交訂單成功之前，如果一臺服務器已經有十單了，而有的一單都沒處理，可能出現的用戶體驗不佳的場景是用戶第一次點擊購買按鈕進入已結束頁面，再刷新一下頁面，有可能被一單都沒有處理的服務器處理，進入了填寫訂單的頁面，可以考慮通過cookie的方式來應對，符合一致性原則。當然可以采用最少連接的負載均衡算法，出現上述情況的概率大大降低。

　　如何進行下單前置檢查

　　下單服務器檢查本機已處理的下單請求數目：

　　如果超過10條，直接返回已結束頁面給用戶;

　　如果未超過10條，則用戶可進入填寫訂單及確認頁面;

　　檢查全局已提交訂單數目：

　　已超過秒殺商品總數，返回已結束頁面給用戶;

　　未超過秒殺商品總數，提交到子訂單系統;

　　秒殺一般是定時上架

　　該功能實現方式很多。不過目前比較好的方式是：提前設定好商品的上架時間，用戶可以在前臺看到該商品，但是無法點擊“立即購買”的按鈕。但是需要考慮的是，有人可以繞過前端的限制，直接通過URL的方式發起購買，這就需要在前臺商品頁面，以及bug頁面到后端的數據庫，都要進行時鐘同步。越在后端控制，安全性越高。

　　定時秒殺的話，就要避免賣家在秒殺前對商品做編輯帶來的不可預期的影響。這種特殊的變更需要多方面評估。一般禁止編輯，如需變更，可以走數據訂正多的流程。

　　減庫存的操作

　　有兩種選擇，一種是拍下減庫存 另外一種是付款減庫存;目前采用的“拍下減庫存”的方式，拍下就是一瞬間的事，對用戶體驗會好些。

　　庫存會帶來“超賣”的問題：售出數量多于庫存數量

　　由于庫存并發更新的問題，導致在實際庫存已經不足的情況下，庫存依然在減，導致賣家的商品賣得件數超過秒殺的預期。方案：采用樂觀鎖

　　auction_auctions set

　　quantity = #inQuantity#

　　where auction_id = #itemId# and quantity = #dbQuantity#

　　秒殺器的應對

　　秒殺器一般下單個購買及其迅速，根據購買記錄可以甄別出一部分。可以通過校驗碼達到一定的方法，這就要求校驗碼足夠安全，不被破解，采用的方式有：秒殺專用驗證碼，電視公布驗證碼，秒殺答題。

　　3 秒殺架構原則

　　盡量將請求攔截在系統上游

　　傳統秒殺系統之所以掛，請求都壓倒了后端數據層，數據讀寫鎖沖突嚴重，并發高響應慢，幾乎所有請求都超時，流量雖大，下單成功的有效流量甚小【一趟火車其實只有2000張票，200w個人來買，基本沒有人能買成功，請求有效率為0】。

　　讀多寫少的常用多使用緩存

　　這是一個典型的讀多寫少的應用場景【一趟火車其實只有2000張票，200w個人來買，最多2000個人下單成功，其他人都是查詢庫存，寫比例只有0.1%，讀比例占99.9%】，非常適合使用緩存。

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