秒杀排队系统的设计 - 26点的博客26点的博客

1、秒杀的场景

电商中为了吸引顾客、聚集人气，经常会策划一些秒杀活动。活动中售卖的商品，要么价格远低于市场价格，要么比较稀缺（如一些新发布的商品）。这些商品电商一般都会限量、限时销售。无疑这些商品对消费者的诱惑力是巨大的，消费者蜂拥而来，往往几秒钟就可以将商品抢购一空。而对于电商系统来说可能更多的是考验。

2、传统秒杀系统的痛点

首先，秒杀的场景决定了秒杀是一场速度的比拼，也就是俗话说的“手快有、手慢无”。大家都争着在活动开始后，第一时间将商品抢到，完成下单。因此秒杀活动开始的一瞬间会有大量的流量涌入，几倍、甚至于十几倍的流量对系统的冲击不可谓不大。如果系统没有足够的capacity或应对措施，很可能就被瞬时高流量给压垮了。

其次，突如其来的高流量，给系统各个模块都来了一连串的压力，系统可能会因此变慢，而且可能会彼此影响，影响可用性。比如：数据库更新同一个商品库存，需对同一行记录加锁，随着并发的压力逐渐增大，数据库更新的性能是逐渐下降的。从而引起提供库存service的应用服务性能下降，连锁的影响到下单service的性能，最终反馈到消费者的可能就是整个网站购物流程性能差、响应慢。而面对响应慢的系统，很多消费者可能采取反复刷新，多次尝试，这无疑又增大了对系统的压力。

还有，上述种种给消费者带来的往往是体验上的痛苦。如：网站响应慢，点击抢购按钮没反应。好不容易可以操作了，却发现秒杀活动已经结束，消费者的参与感比较差。久而久之，可能就对此类活动失去了兴趣。

3、1号店秒杀系统的设计理念

基于以上秒杀场景下的痛点，1号店的秒杀排队系统在设计时主要考虑以下几点：

限流：当秒杀活动开始后，只有少部分消费者能抢购到秒杀商品，意味着其实大部分用户的流量传达到后台服务后都是无效。如果能引导这大部分的流量，不让这大部分的流量传达到后台服务，其实对我们系统的压力就很小了。因此设计思路之一就是，仅让能成功抢购到商品的流量（可以有一定余量）进入我们的系统。
削峰：进入系统的有效流量虽然总量不一定是很大的，但却是在很短的时间内涌入的，因此会存在很高的瞬时流量峰值。总量相同的流量在1秒钟进入系统，和在10分钟均匀地进入系统，对系统的冲击是相差很大的。高峰值的流量往往能将系统压垮。因此另一个设计思路是，如何将进入系统的瞬时高流量拉平，使得系统可以在自己处理能力范围内，将所有抢购的请求处理完毕。
异步处理：传统的系统对于请求是同步处理的，即收到请求后立即处理并把结果返回给用户。我们的系统有了削峰的设计后，请求不是被立刻处理的，因此就要求我们能将同步的服务改造成异步的。
可用性：我们设计时始终把系统的可用性放在重要的位置，针对系统可能出现的各种状况，都尽最大程度地保证高可用。
用户体验：系统设计一定要充分考虑用户体验。消费者点击抢购按钮后，无论是否能抢到商品，期望是能得到及时的反馈。系统上发生任何故障也要尽可能的保证用户体验的损害减到最小。

4、系统架构简介

现在来简单介绍下我们秒杀排队系统的架构，从大的方面来说分为三个主要模块：

排队模块：负责接收用户的抢购请求，将请求以先入先出的方式保存下来。每一个参加秒杀活动的商品保存一个队列，队列的大小可以根据参与秒杀的商品数量（或加点余量）自行定义。排队模块还负责提供一系列接口，如：给已进入队列的用户查询下单状态的接口，给调度模块拉取请求的接口，服务模块回写业务处理状态的接口等。
调度模块：负责排队模块到服务模块的动态调度，不断检查服务模块，一旦处理能力有空闲，就从排队队列头上把用户访问请求调入服务模块。并负责向服务模块分发请求。这里调度模块扮演一个中介的角色，但不只是传递请求而已。它还担负着调节系统处理能力的重任。我们可以根据服务模块的实际处理能力，动态调节向排队系统拉取请求的速度。作用有点类似水坝的闸门，当下游干旱时就打开闸门多放些水，当下游洪涝时，就放下闸门少放些水。
服务模块：是负责调用真正业务处理服务，并返回处理结果，并调用排队模块的接口回写业务处理结果。我们设计这个模块，是为了和后面真正的业务处理服务解耦。目前我们的系统不只支持秒杀抢购这种业务场景，后续有其他适用于排队系统的业务都可以接入，如：领取抵用券等等。同时我们也可以针对后面业务系统的处理能力，动态调节服务模块调用后面业务处理服务的速度。

5、容错处理

任何系统都不可能一帆风顺，但我们要能在出现错误时仍旧保证系统的高用性和良好的客户体验。举几个简单的例子，比如服务模块调用后面服务时，出现调用服务超时怎么办？对此我们设计了对于超时的请求，可以重试的机制。再比如，如果后面真正的业务处理系统宕机怎么办？如果是传统系统的话，可能就面临系统无法使用的尴尬。而我们的系统已经是异步的了，因此加入排队队列的用户请求，在业务处理系统恢复后都可以得到处理。只要我们在前端给用户以友好的交互、提示，系统还是能提供一定质量服务的。