大型网站架构阅读(十)秒杀系统架构分析

￡神魔★判官ぃ 2024-02-19 13:48 27阅读 0赞

**秒杀系统描述：**

秒杀是电子商务网站常见的一种营销手段:将少量商品(通常只有一件)以极低的价格,在特定的时间点开始出售。比如一元钱的手机,五元钱的电脑,十元钱的汽车等。

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**秒杀活动的技术挑战：**

1.对现有网站业务造成冲击  
秒杀活动只是网站营销的一个附加活动,这个活动具有时间短,并发访问量大的特点,如果和网站原有应用部署在一起,必然会对现有业务造成冲击,稍有不慎可能导致整个网站瘫痪。  
2.高并发下的应用、数据库负载

用户在秒杀开始前,通过不停刷新浏览器页面以保证不会错过秒杀,这些请求如果按照一般的网站应用架构,访问应用服务器、连接数据库,会对应用服务器和数据库服务器造成极大的负载压力。  
3.突然增加的网络及服务器带宽  
假设商品页面大小200K(主要是商品图片大小),那么需要的网络和服务器带宽是2G(200K×10,000),这些网络带宽是因为秒杀活动新增的,超过网站平时使用的带宽。  
4.直接下单  
秒杀的游戏规则是到了秒杀时间才能开始对商品下单购买,在此时间点之前,只能浏览商品信息,不能下单。而下单页面也是一个普通的URL,如果得到这个URL,不用等到秒杀开始就可以下单了

**应对策略：**

1.秒杀系统独立部署

为了避免因为秒杀活动的高并发访问而拖垮整个网站,使整个网站不必面对蜂拥而来的用户访问,可将秒杀系统独立部署;如果需要,还可以使用独立的域名,使其与网站完全隔离,即使秒杀系统崩溃了,也不会对网站造成任何影响。

2.秒杀商品页面静态化

重新设计秒杀商品页面,不使用网站原来的商品详情页面,页面内容静态化:将商品描述、商品参数、成交记录和用户评价全部写入一个静态页面,用户请求不需要经过应用服务器的业务逻辑处理,也不需要访问数据库。所以秒杀商品服务不需要部署动态的Web服务器和数据库服务器。

3.租借秒杀活动网络带宽

因为秒杀新增的网络带宽,必须和运营商重新购买或者租借。为了减轻网站服务器的压力,需要将秒杀商品页面缓存在CDN,同样需要和CDN服务商临时租借新增的出口带宽。

4.动态生成随机下单页面URL

为了避免用户直接访问下单页面URL,需要将该URL动态化,即使秒杀系统的开发者也无法在秒杀开始前访问下单页面的URL。办法是在下单页面URL加入由服务器端生成的随机数作为参数,在秒杀开始的时候才能得到。

**秒杀一些问题处理：**

1.如何控制秒杀商品页面购买按钮的点亮

购买按钮只有在秒杀活动开始的时候才能点亮,在此之前是灰色的。如果该页面是动态生成的,当然可以在服务器端构造响应页面输出,控制该按钮是灰色还是点亮,但是为了减轻服务器端负载压力,更好地利用CDN、反向代理等性能优化手段,该页面被设计为静态页面,缓存在CDN、反向代理服务器上,甚至用户浏览器上。秒杀开始时,用户刷新页面,请求根本不会到达应用服务器。  
解决办法是使用 JavaScript脚本控制,在秒杀商品静态页面中加入一个 JavaScript文件引用,该 JavaScript文件中加入秒杀是否开始的标志和下单页面URL的随机数参数,当秒杀开始的时候生成一个新的 JavaScript文件并被用户浏览器加载,控制秒杀商品页面的展示。这个 JavaScript文件使用随机版本号,并且不被浏览器、CDN和反向代理服务器缓存。如图123所示。

javaScript文件非常小，即使每次浏览器刷新都能访问JavaScript文件服务器也不会对服务器集群和网络带宽造成太大压力。

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2.如何只允许第一提交的订单被发送到订单子系统  
由于最终能够成功秒杀到商品的用户只有一个,因此需要在用户提交订单时,检查是否已经有订单提交。事实上,由于最终能够成功提交订单的用户只有一个,为了减轻下单页面服务器的负载压力,可以控制进入下单页面的入口,只有少数用户能进入下单页面,其他用户直接进入秒杀结束页面。假设下单服务器集群有10台服务器,每台服务器只接受最多10个下单请求,如图所示。

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秒杀系统的整体架构如图所示 ：

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秒杀系统特点：

*  瞬间高并发
 *  库存少、便宜、稀缺限量

秒杀前端使用nginx进行流分发，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。

秒杀系统优化：

*  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。

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。

秒杀demo-->参考[小柒2012分布式秒杀系统][2012]

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[2012]: https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seckill