业务总结004:检验项目时间轮实践与库存实现方案

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-10-30 15:30 97阅读 0赞

2020 年底公司和阿里健康合作了一个检验项目，由我司提供检验项目(商品)、采样点(商户)、库存等底层数据，与阿里健康开发对接后在支付宝平台进行线上预售，开发流程其中也包括订单数据的交互。

项目开发期间踩了比较多的坑，做了很多优化，其中也包含一些有意思的技术实现方案。

### 一、时间轮实践 ###

某些业务场景下，我们需要频繁调用阿里健康接口，项目第一个版本上线后，发现有部分请求触发阿里健康接口流控告警，原因是他们提供的接口在一定的时间内只允许 N 次接口调用。针对这个问题，想到了以下几种实现方式：

1.  sleep 同步调用：对批量数据进行拆分，每条数据都 sleep 一段时间
2.  ScheduledExecutorService 异步调用：延迟任务，通过线程池调度
3.  HashedWheelTimer(Netty) 异步调用：将批量数据按照一定延迟时间添加到时间轮队列中，等待调度

第 1 种方案如果同步批量数据过多，sleep 后客户端一直得不到响应，直接 pass。第 2 种方案需要频繁的创建和销毁线程池，考虑到客户端交互频繁，选择了时间轮方案。

当有任务添加到队列中后，Netty 时间轮会开启一个工作线程，后续所有任务的执行都依赖这个线程，因此不会频繁创建与销毁线程资源。但是有一个缺陷是当没有任务时，这个线程会一直空转，只要不同时存在多个时间轮，这个空转是可以接受的。

Netty 时间轮原理如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvZGVqYXM_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

关于 Netty 时间轮设计原理，可以看下我这篇文章的总结：[Netty 时间轮原理分析][Netty]

### 二、检验项目库存实现方案 ###

#### 2.1 库存预生成方案 ####

刚开始的库存设计方案比较简单，运营人员先在后台绑定采样点与检验项目的关系，然后设置排期和具体日期对应的库存，后端接收到数据后直接入库。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvZGVqYXM_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

由于是在线预售业务，一般会对未来一个月内的日期进行排期。如果有 X 家采样点，一家采样点绑定了 N 个项目，排期天数设置为 M 天，就需要在数据库中保存 X \* N \* M 条记录。随着时间推移 M 越来越大，数据量也就越来越多。

这种设计方案比较容易理解，和订单交互的流程也比较简单，但是有一个很严重的问题是会预生成大量的库存数据，业务发展不到两个月就已经生成了 200w+ 的数据量。

对这些数据进行分析后发现 95% 的数据都是无用的，于是想了以下两种方案解决这个问题：

1.  预先生成逻辑不变，通过定时任务扫描库存表，删除无效数据，无效数据主要指非未来时间且没有库存变更的数据
2.  延迟生成库存，当未发生库存变更请求时不生成库存，针对查询操作，通过业务代码构造库存信息，当库存变更时延迟生成库存

第一种方案实现比较简单，原先的业务逻辑不变，只需要定义一个库存清除任务即可。当删除 MySQL 表数据时，这些数据所占用的空间可能会被标记为可复用，并不会释放磁盘空间，出于这个考虑选择了第二个方案。

#### 2.2 延迟库存生成方案 ####

延迟库存生成流程图如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvZGVqYXM_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

采用延迟设计方案后，数据量至少减少了 95%，考虑到并发情况，库存延迟生成时需要利用分布式锁防止创建多条库存数据。

库存延迟生成虽然解决了数据量的问题，但是针对一些特殊的产品需求，比如：修改某一天的库存，需要保存运营现场数据，处理起来会比较复杂。最好的方式是权衡各个方案的利弊，找一个适合业务发展的方案。

#### 2.3 库存分时 ####

后来和阿里健康对接了一个上门服务业务，这个业务起来了，单量也越来越多，退单率也高了起来，甚至收到了比较多的客诉，原因是用户只能约某一天的订单，但是并不知道线下人员什么时间段上门。

有的客户约了明天的订单，但是客户可能只有明天上午有时间，线下人员如果下午上门服务，这时候客户就不高兴了，不高兴了怎么办，总得找个方式发泄，投诉。

为了解决这个问题，阿里健康团队提出了分时策略，将一天划分为几个时间段，比如：上午十点到十二点，下午两点到四点。这样客户有更多的选择，尽可能避免出现上面投诉的问题。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvZGVqYXM_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

#### 2.4 库存模型 ####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NvZGVqYXM_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

*  库存策略：分时与不分时是两种策略，支持来回切换
 *  库存日期模板：库存未生成时，需要根据库存日期模板信息与分时策略构造库存信息
 *  库存：库存实体
 *  库存流水：记录库存变更，便于排查问题与库存核对

### 三、总结 ###

沟通与表达至关重要，保持良好的沟通往往能节约大量的开发成本并减少线上问题。

设计库存模型时由于时间紧迫，没有具体讨论相关设计方案，目前库存相关表设计不够扁平化，当后期处理延迟改造与分时项目时，有的细节实现起来比较复杂，需要冗余一些信息，导致代码复杂度高，可读性下降，因此需要在代码中批注相关注释。

库存变更存在并发问题，延迟生成时通过分布式锁进行控制，库存扣减与回退时有以下处理方案。应该综合考虑并发程度与用户体验，选择适中的方案。

1.  利用分布式锁，代码层面对库存进行计算，更新 DB
2.  对库存变更流程进行事务控制，利用数据库拍他锁通过 DB 计算扣减与回退库存
3.  库存放到 Redis，Redis 扣减成功后再操作 DB
4.  利用数据库乐观锁，进行版本号对比

库存核对，可以开发自动化库存核对脚本，以任务的形式自动核对。

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[Netty]: https://github.com/zhchenme/go/blob/master/%E5%9F%BA%E7%A1%80/20-12-24-netty%E6%97%B6%E9%97%B4%E8%BD%AE%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%88%86%E6%9E%90.md
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