疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏。
1 前言
在电商项目开发中，订单系统是整个项目的核心，那么一个订单系统该如何着手设计并提供对应的能力呢，这是一个值得深思的问题。本文将结合项目实践经验，从设计角度出发，根据实际的业务要求着重分享几个核心的业务关键点和技术关键点。
2 设计理念和技术选型
订单系统是一个核心系统，其技术基本要求如下:
- 1 高可用性，需要保证系统的4个9，服务需要采用集群部署，并且能够实现故障转移。
- 2 高并发，每秒钟支持1000+的订单创建，需要使用异步处理和流量削峰。
- 3 数据一致性，通过分布式事务和补偿机制保证核心业务的数据一致性。
- 4 可扩展性，需要采用微服务架构，模块化设计实现业务开发的快速迭代。
对于技术选型，需要采用目前主流的框架。基础框架为SpringBoot3.x+SpringCloudAlibaba，数据存储和缓存采用 MySQL8+Redis7，消息队列使用rabbitmq实现异步解耦，分库分表工具使用 ShardingSphere5。此外还要有监控体系，推荐采用 Prometheus + Grafana。对于日志查询，可以使用 ELK 进行搭建。项目中使用的工具类为 Hutool, ORM 框架采用 mybatis-plus。
3 核心模块设计
3.1 订单创建
订单创建时，需要防止订单的重复提交，保证幂等性。采用可靠的生单方案，推荐根据业务编号前缀和雪花算法生成订单号和订单明细号。
为了防止订单重复提交，在提交订单之前，需要先获取订单的请求号。在创建订单时需要判断订单号是否存在，防止订单的重复创建。此外这里的雪花算法生成算法使用 Hutool 里面的 Snowflake 进行创建。
3.2 订单状态流转
通常情况下，订单的状态如下所示：
scss
[待支付] → (支付成功) → [已支付] → [退款中] → [退款完成|部分退款]
↘ (超时未支付) → [已取消]
↘ (用户关单) → [已关闭]对于状态的流转，可以使用状态机 Spring StateMachine 来控制状态的流转，但是在实际的操作中，很少采用这样的方式，因为实际状态相对比较复杂。通常会在业务代码中实现状态的流转和控制。
3.3 库存扣减方案
对于库存的扣减的方案，总的来说可以分为数据库扣减或者数据库+redis缓存的方式进行扣减:
- 数据库扣减
bash
1 根据商品id查询库存，校验商品的状态以及sku的状态
update tb_good_stock set stock_num=stock_num-count where sku_id= skuId and stock_num>= count;-
缓存扣减库存
使用redis扣减库存，可以结合lua脚本操作商品库存的批量扣减，并且使用异步任务+操作日志将库存变化同步到数据库中。
根据业务的实际情况设计扣库存，库存扣减的时机分为两种，下单扣减库存和支付时扣减库存：
| 扣减方式 | 优势 | 缺点 |
|---|---|---|
| 下单时扣减库存 | 买家只要下单就能够买到商品 | 库存紧张时，买家拍下不付款，会影响其他买家下单。可能会存在恶意占库存的情况，导致商品售罄给卖家造成损失。 |
| 支付时扣减库存 | 库存不会长时间占用，当库存紧张时，会有更多机会买到商品。 | 用户支付成功后扣减库存，会出现扣减失败的方式，系统需要进行自动关单并退款，影响买家体验。 |
3.4 分布式事务
对于单机服务，可以使用本地事务来解决问题，但是对于微服务项目来说，就需要使用分布式事务。对于分布式事务，强一致性的场景可以使用 rocketmq 的事务消息或者使用 seta 来实现，对于一般的场景，可以使用本地消息表的方式来实现最终一致性。
3.5 分库分表方案
对于订单数据，订单表和订单明细表是需要进行分库分表的，分库的策略根据 userId 进行分库，分表的策略是根据 createTime 进行分表。此外，订单表和订单明细表的分库分表策略要保持一致，方便进行表关联的操作。另外，退款单表和退款明细表的分库分表策略和订单的策略保持一致。如果退款数据量比较小的话，可以使用分表策略即可，无需分库。
4 性能优化和任务补偿
4.1 任务补偿
对于任务补偿，主要是用于关闭超时未支付的订单，此外还要重试处理中的退款单。
4.2 性能优化
- 1 对于热点数据，使用redis 进行缓存，比如字典数据，用户经常查询的订单。
- 2 数据的读分离，通过
ShardingSphere不仅可以实现分库分表，还可以通过配置实现读写分离。 - 3 索引优化，对订单表里面经常的查询字段，可以建立联合索引，方便数据的查询。
- 4 针对订单服务的接口，需要监控服务的
TPS/QPS数据，通过链路分析查询业务的卡点，进行技术优化。 - 5 监听
mysql数据库的使用情况，线程池的使用效率以及慢sql数据，进行配置和查询的优化处理。
5 总结
本文通过订单服务的创建实践，介绍了订单系统设计的重点和核心内容。在设计系统的过程中中，会用到各种技术知识，需要综合运用，根据业务的实际需要进行取舍。通过订单系统将各种技术组合使用，实现业务系统的高效运行，提供可靠的服务能力。本文通过数据项目 github 地址 springboot-auth。