秒殺系統涉及到的知識點

• 高并發，cache，鎖機制

• 基于緩存架構redis,Memcached的先進先出隊列。

• 稍微大一點的秒殺，肯定是分布式的集群的，并發來自于多個節點的JVM，synchronized在所有JVM上加鎖是不行了

• 數據庫壓力

• 秒殺超賣問題

• 如何防止用戶來刷， 黑名單？IP限制？

• 利用memcached的帶原子性特性的操作做并發控制

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秒殺簡單設計方案

比如有10件商品要秒殺，可以放到緩存中，讀寫時不要加鎖。 當并發量大的時候，可能有25個人秒殺成功，這樣后面的就可以直接拋秒殺結束的靜態頁面。進去的25個人中有15個人是不可能獲得商品的。所以可以根據進入的先后順序只能前10個人購買成功。后面15個人就拋商品已秒殺完。

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假設我們的秒殺場景

比如某商品10件物品待秒. 假設有100臺web服務器(假設web服務器是Nginx + Tomcat),n臺app服務器,n個數據庫

第一步 如果Java層做過濾, 可以在每臺web服務器的業務處理模塊里做個計數器AtomicInteger(10)=待秒商品總數,decreaseAndGet()>＝0的繼續做后續處理, <0的直接返回秒殺結束頁面，這樣經過第一步的處理只剩下100臺*10個=1000個請求。

第二步, memcached 里以商品id作為key的value放個10, 每個web服務器在接到每個請求的同時, 向memcached服務器發起請求, 利用memcached的decr(key,1)操作返回值>=0的繼續處理, 其余的返回秒殺失敗頁面，這樣經過第二步的處理只剩下100臺中最快速到達的10個請求。

第三步, 向App服務器發起下單操作事務。

第四步, App服務器向商品所在的數據庫請求減庫存操作(操作數據庫時可以 "update table set count=count-1 where id=商品id and count>0;" update 成功記錄數為1, 再向訂單數據庫添加訂單記錄, 都成功后提交整個事務, 否則的話提示秒殺失敗，用戶進入支付流程。

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看看淘寶的秒殺

一、前端

面對高并發的搶購活動，前端常用的三板斧是【擴容】【靜態化】【限流】

• 擴容：加機器，這是最簡單的方法，通過增加前端池的整體承載量來抗峰值。

• 靜態化：將活動頁面上的所有可以靜態的元素全部靜態化，并盡量減少動態元素。通過CDN來抗峰值。

• 限流：一般都會采用IP級別的限流，即針對某一個IP，限制單位時間內發起請求數量。或者活動入口的時候增加游戲或者問題環節進行消峰操作。

• 有損服務：最后一招，在接近前端池承載能力的水位上限的時候，隨機拒絕部分請求來保護活動整體的可用性。

二、那么后端的數據庫在高并發和超賣下會遇到什么問題呢

• 首先MySQL自身對于高并發的處理性能就會出現問題，一般來說，MySQL的處理性能會隨著并發thread上升而上升，但是到了一定的并發度之后會出現明顯的拐點，之后一路下降，最終甚至會比單thread的性能還要差。

• 其次，超賣的根結在于減庫存操作是一個事務操作，需要先select，然后insert，最后update -1。最后這個-1操作是不能出現負數的，但是當多用戶在有庫存的情況下并發操作，出現負數這是無法避免的。

• 最后，當減庫存和高并發碰到一起的時候，由于操作的庫存數目在同一行，就會出現爭搶InnoDB行鎖的問題，導致出現互相等待甚至死鎖，從而大大降低MySQL的處理性能，最終導致前端頁面出現超時異常。

針對上述問題，如何解決呢？ 淘寶的高大上解決方案：

I：關閉死鎖檢測，提高并發處理性能。

II：修改源代碼，將排隊提到進入引擎層前，降低引擎層面的并發度。

III：組提交，降低server和引擎的交互次數，降低IO消耗。

解決方案1：將存庫從MySQL前移到Redis中，所有的寫操作放到內存中，由于Redis中不存在鎖故不會出現互相等待，并且由于Redis的寫性能和讀性能都遠高于MySQL，這就解決了高并發下的性能問題。然后通過隊列等異步手段，將變化的數據異步寫入到DB中。

優點：解決性能問題

缺點：沒有解決超賣問題，同時由于異步寫入DB，存在某一時刻DB和Redis中數據不一致的風險。

解決方案2：引入隊列，然后將所有寫DB操作在單隊列中排隊，完全串行處理。當達到庫存閥值的時候就不在消費隊列，并關閉購買功能。這就解決了超賣問題。

優點：解決超賣問題，略微提升性能。

缺點：性能受限于隊列處理機處理性能和DB的寫入性能中最短的那個，另外多商品同時搶購的時候需要準備多條隊列。

解決方案3：將寫操作前移到MC中，同時利用MC的輕量級的鎖機制CAS來實現減庫存操作。

優點：讀寫在內存中，操作性能快，引入輕量級鎖之后可以保證同一時刻只有一個寫入成功，解決減庫存問題。

缺點：沒有實測，基于CAS的特性不知道高并發下是否會出現大量更新失敗？不過加鎖之后肯定對并發性能會有影響。

解決方案4：將提交操作變成兩段式，先申請后確認。然后利用Redis的原子自增操作，同時利用Redis的事務特性來發號，保證拿到小于等于庫存閥值的號的人都可以成功提交訂單。然后數據異步更新到DB中。

優點：解決超賣問題，庫存讀寫都在內存中，故同時解決性能問題。

缺點：由于異步寫入DB，可能存在數據不一致。另可能存在少買，也就是如果拿到號的人不真正下訂單，可能庫存減為0，但是訂單數并沒有達到庫存閥值。

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總結

1、前端三板斧【擴容】【限流】【靜態化】

2、后端兩條路【內存】+【排隊】

《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的秒杀系统设计的 5 个要点：前端三板斧＋后端两条路！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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