秒杀活动是指网络商家为促销等目的组织或网上限时抢购活动,这种活动具有瞬时并发量大、库存量少和业务逻辑简单等特点。设计一个秒杀系统需要考虑的因素很多,比如对现有业务的影响、网络带宽消耗以及超卖等因素。本文会讨论秒杀系统的各个环节可能存在的问题以及解决方案。
秒杀系统
傻瓜式秒杀系统
秒杀系统的核心难点是并发量,如果不考虑并发问题,那么我们可以用如下图所示的简单的系统结构来实现秒杀系统,用户只有两个简单操作:刷新界面和秒杀按钮,如何淘宝秒杀成功,服务端也只有两个服务接口:返回秒杀界面和处理秒杀逻辑。假设本文中秒杀商品有100个,参与秒杀的用户有100w个。
但是在高并发场景下,这个系统会有很多问题,我们全文会针对这些问题——进行优化
1.大量用户同时刷新界面,会对服务器的带宽造成非常大的压力;
2.用户在秒杀前后可以多次重复点击按钮,造成很多不必要的请求;
淘宝抢购秒杀的步骤:1、首先在浏览器搜索淘宝,并点击官网进入。2、接着在首页点击登录,登录账号;如图所示。3、登录账号后,在淘宝首页点击“淘抢购”进入;如图所示。4、进入到淘抢购页面后,找到自己心仪的商品后点击进去。
3.用户可以通过脚本进行抢购,并且抢购成功率非常高;
4.服务端承受高并发请求,会出现响应过慢或失败等情况;
5.数据库承受高并发请求,会导致连接池耗尽和响应缓慢;
6.如果数据库更新设计得不合理,可能会出现超卖的情况;
秒杀界面CDN
秒杀开始之前,用户都会请求秒杀界面,有的用户甚至会不断地刷新秒杀界面,100W用户可能产生上千万次秒杀界面请求。秒杀界面往往包含很多静态资源,如果这些界面请求全部通过服务器获取,会造成大量的带宽消耗,甚至造成秒杀还没开始服务器就崩了的情况。对于网页这种静态资源的并发访问,业内早就有成熟的解决方案:内容分发网络(CDN)。我们可以在秒杀开始前,预先把网页的静态资源存放在CDN节点,用户在刷新界面时直接从CDN获取静态资源,从而降低刷新秒杀界面对服务器造成的压力。添加了CDN服务之后,秒杀界面有大量用户同时访问和刷新并不会给服务端带来多大压力。
秒杀按钮优化
我们知道,秒杀系统往往会有一个秒杀按钮,如果不对按钮进行限制,可能存在以下问题:用户在秒杀开始前点击按钮,造成很多无用的请求;用户在秒杀开始后多次点击按钮,造成很多重复请求;所以我们可以对按钮做一些限制:秒杀开始前按钮不可用,用户点击一次秒杀按钮后,按钮也进入不可用状态。这种方式无法限制通过脚本请求后端的情况,但是可以限制正常用户的多次无效点击,大大降低请求量。
秒杀链接优化
普通情况下,用户在点击秒杀按钮的时候,前端会请求一个固定的URL,这个URL可以在前端界面查到。对于普通不懂技术的用户来说,这没有什么问题,如果用户稍微懂点Http协议,就可以在秒杀开始前拿到URL,在秒杀开始前或开始的毫秒级时间内请求秒杀链接,不仅会给服务端带来很大的压力,还会造成不公平现象:商品都被开脚本的人抢走了。
为了避免这种现象,我们可以将URL动态化,即使秒杀系统的开发人员也无法在知晓在秒杀开始时的URL。具体实现方法是在获取秒杀URL的接口中,返回一个服务器端生成的随机数,并在下单URL中传递该参数完成下单。
秒杀验证码
虽然说我上面通过动态URL避免了用户在秒杀开始前请求秒杀链接,但是用户还是可以通过脚本在秒杀开始的那一刻去请求秒杀连接,普通用户基本没有办法和脚本秒杀进行竞争。我们可以引入机器难以识别的验证码,用户在请求秒杀链接之前,需要填写验证码识别的结果,验证码错误的请求直接拒绝。使用验证码不仅可以增加脚本秒杀的难度,还可以降低请求的QPS,因为请求不再是在秒杀那一刻进来,而会被分散到填写验证码的时间段内。
过滤请求
1、在购买页面,只要秒杀时间一到立即刷新页面在“立刻购买”按钮的下方就可以看到问答题目,如图 2、迅速点击“立刻购买”进入“确认购买页面”,在“秒杀答题”一栏填写正确答案,并选择好其他购买信息,确认提交后即可。扩展。
通过上面的步骤,我们可以减少很多重复请求和脚本请求,可以保证秒杀活动中一个人大致只会请求一次(脚本还是可以请求多次)。但是100W人参与秒杀,每人请求一次秒杀链接也有将近100W次请求,服务器还是扛不住。仔细分析之后可以发现,秒杀的商品只有100个,最后成功的也只有100个,那么我们100W的请求是不是都有必要请求到秒杀服务器上呢?显而易见,我们没有必要把所有请求都打到秒杀服务器上,我们只需要保证有大于100个请求打到秒杀服务器就可以保证秒杀的正常进行,所以我们可以在用户端和服务端添加一层过滤层,过滤层只要保证有100个以上的请求能打到秒杀服务器端。
Redis缓存
如果通过前面的过滤,请求量依旧非常大,如果数据库无法处理这些请求量,我们就需要在数据库之上添加一层Redis缓存了。单个Redis可以处理几万的QPS,如果预估请求的QPS大于几万,我们还可以使用Redis集群模式来增加Redis的处理能力。
4、在整点抢购时,提前一秒钟按下支付键(手机和网络有一点延迟),这样刚刚好再整点支付成功,一般这样操作就可以抢到宝贝了。5、如果没有抢到,那就是准备时间出问题了,如果过了一秒,应该就是没抢到,这样也不要点退款。
Redis原子性
技巧五、探寻秒杀终极乐趣,调动最大潜能 什么是杀手的最高境界?庖丁解牛里说的是:全以神运,刀入牛身若“无厚入有间”而游刃有余。秒杀的终极乐趣何在?据某位成功7次的“连环杀手”介绍,秒杀的快感在于过程,而非收。
异步更新数据库
1、收藏夹抢购法:用手机打开淘宝APP,登入账号后在我的收藏夹点开即将秒杀的商品,在这个页面上你能看到很清晰的倒计时,接着长按刷新,要让倒计时的秒数保持误差较小的状态,集中你的所有注意力,在最后一秒刷新时点击立。
这个时候就可以考虑削峰填谷操作了,削峰填谷最好的实践就是MQ了。经过Redis库存扣减判断之后,我们已经确保这次请求需要生成订单,我们就可以通过异步的形式通知订单服务生成订单并扣减库存。
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