如何设计一个秒杀系统

一、问题解析

说起秒杀,我想你肯定不陌生,这两年,从双十一购物到春节抢红包,再到 12306 抢火车票,"秒杀"的场景处处可见。简单来说,秒杀就是在同一个时刻有大量的 请求争抢购买同一个商品并完成交易的过程,用技术的行话来说就是大量的并发读 和并发写。
不管是哪一门语言,并发都是程序员们最为头疼的部分。同样,对于一个软件而言 也是这样,你可以很快增删改查做出一个秒杀系统,但是要让它支持高并发访问就 没那么容易了。比如说,如何让系统面对百万级的请求流量不出故障?如何保证高 并发情况下数据的一致性写?完全靠堆服务器来解决吗?这显然不是最好的解决 方案。
在我看来,秒杀系统本质上就是一个满足大并发、高性能和高可用的分布式系统
今天,我们就来聊聊,如何在满足一个良好架构的分布式系统基础上,针对秒杀这种业务做到极致的性能改进。如何才能更好地理解秒杀系统呢?我觉得作为一个程序员,你首先需要从高维度出发,从整体上思考问题。在我看来,秒杀其实主要解决两个问题,一个是并发读,一个是并 发写。并发读的核心优化理念是尽量减少用户到服务端来"读"数据,或者让他们读更少的数据;并发写的处理原则也一样,它要求我们在数据库层面独立出来一个库,做特殊的处理。另外,我们还要针对秒杀系统做一些保护,针对意料之外的情况设计兜底方案,以防止最坏的情况发生。
而从一个架构师的角度来看,要想打造并维护一个超大流量并发读写、高性能、高可用的系统,在整个用户请求路径上从浏览器到服务端我们要遵循几个原则,就是要保证用户请求的数据尽量少、请求数尽量少、路径尽量短、依赖尽量少,并且不要有单点。这些关键点我会在后面的文章里重点讲解。
**其实,秒杀的整体架构可以概括为"稳、准、快"几个关键字。**所谓"稳",就是整个系统架构要满足高可用,流量符合预期时肯定要稳定,就是超出预期时也同样不能掉链子,你要保证秒杀活动顺利完成,即秒杀商品顺利地卖出去,这个是最基本的前提。
然后就是"准",就是秒杀 10 台 iPhone,那就只能成交 10 台,多一台少一台都不行。
一旦库存不对,那平台就要承担损失,所以"准"就是要求保证数据的一致性。
最后再看"快","快"其实很好理解,它就是说系统的性能要足够高,否则你怎么支撑这么大的流量呢?不光是服务端要做极致的性能优化,而且在整个请求链路上都要做协同的优化,每个地方快一点,整个系统就完美了。
所以从技术角度上看"稳、准、快",就对应了我们架构上的高可用、一致性和高性能的要求,我们的专栏也将主要围绕这几个方面来展开,具体如下。
 **高性能。**秒杀涉及大量的并发读和并发写,因此支持高并发访问这点非常关键。
本专栏将从设计数据的动静分离方案、热点的发现与隔离、请求的削峰与分层过滤、
服务端的极致优化这 4 个方面重点介绍。
 **一致性。**秒杀中商品减库存的实现方式同样关键。可想而知,有限数量的商品在
同一时刻被很多倍的请求同时来减库存,减库存又分为"拍下减库存""付款减库
存"以及预扣等几种,在大并发更新的过程中都要保证数据的准确性,其难度可想
而知。因此,我将用一篇文章来专门讲解如何设计秒杀减库存方案。
 **高可用。**虽然我介绍了很多极致的优化思路,但现实中总难免出现一些我们考虑
不到的情况,所以要保证系统的高可用和正确性,我们还要设计一个 PlanB 来兜底,
以便在最坏情况发生时仍然能够从容应对。专栏的最后,我将带你思考可以从哪些
环节来设计兜底方案。

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