从0到1构建分布式秒杀系统,脱离案例讲架构都是耍流氓

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了从0到1构建分布式秒杀系统,脱离案例讲架构都是耍流氓相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


前言

最近,被推送了不少秒杀架构的文章,忙里偷闲自己也总结了一下互联网平台秒杀架构设计,当然也借鉴了不少同学的思路。俗话说,脱离案例讲架构都是耍流氓,最终使用SpringBoot模拟实现了部分秒杀场景,同时跟大家分享交流一下。

秒杀场景

秒杀场景无非就是多个用户在同时抢购一件或者多件商品,专用词汇就是所谓的高并发。现实中经常被大家喜闻乐见的场景,一群大妈抢购打折鸡蛋的画面一定不会陌生,如此场面让服务员大姐很无奈,赶上不要钱了。

从0到1构建分布式秒杀系统,脱离案例讲架构都是耍流氓

业务特点

  • 瞬间高并发、电脑旁边的小哥哥、小姐姐们如超市哄抢的大妈一般,疯狂的点着鼠标

  • 库存少、便宜、稀缺限量,值得大家去抢购,如苹果肾,小米粉,锤子粉(理解万岁)

用户规模

用户规模可大可小,几百或者上千人的活动单体架构足以可以应付,简单的加锁、进程内队列就可以轻松搞定。一旦上升到百万、千万级别的规模就要考虑分布式集群来应对瞬时高并发。

秒杀架构

从0到1构建分布式秒杀系统,脱离案例讲架构都是耍流氓

架构层级

  • 一般商家在做活动的时候,经常会遇到各种不怀好意的DDOS攻击(利用无辜的吃瓜群众夺取资源),导致真正的我们无法获得服务!所以说高防IP还是很有必要的。

  • 搞活动就意味着人多,接入SLB,对多台云服务器进行流量分发,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。

  • 基于SLB价格以及灵活性考虑后面我们接入nginx做限流分发,来保障后端服务的正常运行。

  • 后端秒杀业务逻辑,基于Redis 或者 Zookeeper 分布式锁,Kafka 或者 Redis 做消息队列,DRDS数据库中间件实现数据的读写分离。

优化思路

  • 分流、分流、分流,重要的事情说三遍,再牛逼的机器也抵挡不住高级别的并发。

  • 限流、限流、限流,毕竟秒杀商品有限,防刷的前提下没有绝对的公平,根据每个服务的负载能力,设定流量极限。

  • 缓存、缓存、缓存、尽量不要让大量请求穿透到DB层,活动开始前商品信息可以推送至分布式缓存。

  • 异步、异步、异步,分析并识别出可以异步处理的逻辑,比如日志,缩短系统响应时间。

  • 主备、主备、主备,如果有条件做好主备容灾方案也是非常有必要的(参考某年锤子的活动被攻击)。

  • 最后,为了支撑更高的并发,追求更好的性能,可以对服务器的部署模型进行优化,部分请求走正常的秒杀流程,部分请求直接返回秒杀失败,缺点是开发部署时需要维护两套逻辑。

分层优化

  • 前端优化:活动开始前生成静态商品页面推送缓存和CDN,静态文件(JS/CSS)请求推送至文件服务器和CDN。

  • 网络优化:如果是全国用户,最好是BGP多线机房,减少网络延迟。

  • 应用服务优化:Nginx最佳配置、Tomcat连接池优化、数据库配置优化、数据库连接池优化。

全链路压测

  • 分析需压测业务场景涉及系统

  • 协调各个压测系统资源并搭建压测环境

  • 压测数据隔离以及监控(响应时间、吞吐量、错误率等数据以图表形式实时显示)

  • 压测结果统计(平均响应时间、平均吞吐量等数据以图表形式在测试结束后显示)

  • 优化单个系统性能、关联流程以及整个业务流程

整个压测优化过程就是一个不断优化不断改进的过程,事先通过测试不断发现问题,优化系统,避免问题,指定应急方案,才能让系统的稳定性和性能都得到质的提升。

代码案例

可能秒杀架构原理大家都懂,网上也有不少实现方式,但大多都是文字的描述,告诉你如何如何,什么加锁、缓存、队列之类。但很少全面有的案例告诉你如何去做,既然是从0到1,希望以下代码案例可以帮助到你。当然最终落实到生产,还有很长的路要走,要根据自己的业务进行编码,实施并部署。

你将会在代码案例中学到以下知识(不定期补充):

  • 如何大家SpringBoot微服务

  • ThreadPoolExecutor线程池的使用

  • ReentrantLock和Synchronized的使用场景

  • 数据库锁机制(悲观锁、乐观锁)

  • 分布式锁(RedissLock、Zookeeper)

  • 进程内消息队列(LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、ConcurrentLinkedQueue)

  • 分布式消息队列(Redis、Kafka)

代码结构:

 
   
   
 
  1. ├─src

  2.  ├─main

  3.    ├─java

  4.      └─com

  5.          └─itstyle

  6.              └─seckill

  7.                    Application.java

  8.                    

  9.                  ├─common

  10.                    ├─api

  11.                          SwaggerConfig.java

  12.                          

  13.                    ├─config

  14.                          IndexController.java  

  15.                          

  16.                    ├─dynamicquery  

  17.                          DynamicQuery.java

  18.                          DynamicQueryImpl.java

  19.                          NativeQueryResultEntity.java

  20.                          

  21.                    ├─entity  

  22.                          Result.java

  23.                          Seckill.java

  24.                          SuccessKilled.java

  25.                          

  26.                    ├─enums

  27.                          SeckillStatEnum.java

  28.                          

  29.                    ├─interceptor

  30.                          MyAdapter.java

  31.                          

  32.                    └─redis

  33.                            RedisConfig.java

  34.                            RedisUtil.java

  35.                            

  36.                  ├─distributedlock

  37.                    ├─redis

  38.                          RedissLockDemo.java

  39.                          RedissLockUtil.java

  40.                          RedissonAutoConfiguration.java

  41.                          RedissonProperties.java

  42.                          

  43.                    └─zookeeper

  44.                            ZkLockUtil.java

  45.                            

  46.                  ├─queue

  47.                    ├─jvm

  48.                          SeckillQueue.java

  49.                          TaskRunner.java

  50.                          

  51.                    ├─kafka

  52.                          KafkaConsumer.java

  53.                          KafkaSender.java

  54.                          

  55.                    └─redis

  56.                            RedisConsumer.java

  57.                            RedisSender.java

  58.                            RedisSubListenerConfig.java

  59.                            

  60.                  ├─repository

  61.                        SeckillRepository.java

  62.                        

  63.                  ├─service

  64.                      ISeckillDistributedService.java

  65.                      ISeckillService.java

  66.                      

  67.                    └─impl

  68.                            SeckillDistributedServiceImpl.java

  69.                            SeckillServiceImpl.java

  70.                            

  71.                  └─web

  72.                          SeckillController.java

  73.                          SeckillDistributedController.java

  74.                          

  75.    ├─resources

  76.        application.properties

  77.        logback-spring.xml

  78.        

  79.      ├─sql

  80.            seckill.sql

  81.            

  82.      ├─static

  83.      └─templates

  84.    └─webapp

思考及改进

  • 如何防止单个用户重复秒杀下单?

  • 如何防止恶意调用秒杀接口?

  • 如果用户秒杀成功,一直不支付该怎么办?

  • 消息队列处理完成后,如果异步通知给用户秒杀成功?

  • 如何保障 Redis、Zookeeper 、Kafka 服务的正常运行(高可用)?

  • 高并发下秒杀业务如何做到不影响其他业务(隔离性)?

源码下载:https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seckill

(完)


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