• 秒杀系统的设计与实现思路


    写在前面

    秒杀大家都不陌生,而且是电商项目必备的一个技能点。
    但是真正的秒杀服务是非常复杂的,秒杀具有瞬间高并发的特点,所以解决瞬间高并发的问题,就可以解决秒杀的问题。
    今天就将秒杀系统完整的实现分解开,一起研究一下吧。
    (有问题还请指正)

    秒杀系统注意事项

    服务单一职责+独立部署

    秒杀服务是有很大风险的,一不小心就会造成服务宕机或者一瞬间占用大量服务器资源,所以秒杀服务必须独立部署,而且秒杀服务只做秒杀功能

    秒杀链接加密

    防止恶意攻击,防止有人模拟秒杀请求造成服务器更大的压力;
    防止链接暴露,防止工作人员提前秒杀商品。

    库存预热+快速扣减

    秒杀系统读多写少,我们可以先将库存总数预热,存入redis中,使用信号量来控制秒杀请求的数量。

    动静分离

    使用nginx做好动静分离,保证静态资源直接能够请求到,避免占用后端资源。(现在基本都是前后端分离项目,此处可忽略)

    恶意请求拦截

    识别非法攻击的请求进行拦截,可以从网关层拦截,判断用户是否登录。

    流量错峰

    使用各种手段,将流量分担到更大宽度的时间点。比如验证码、加入购物车,多加几步操作。

    限流&熔断&降级

    前端限流+后端限流。
    限制每秒钟只能点击一次;限制总量;
    后端快速失败、降级运行、熔断机制防止雪崩。

    队列削峰

    秒杀成功的所有商品,放入消息队列中,然后消费端慢慢创建订单等等逻辑。

    具体实现

    限流熔断降级

    使用sentinel进行限流
    详解sentinel:分布式系统的流量防卫兵

    队列削峰

    使用rockerMQ或者rabbitMQ进行削峰。

    库存预热

    使用定时任务,提前将商品信息、商品随机码(防止恶意攻击)、商品库存等信息存入redis。

    伪代码:

    /**
    * 缓存秒杀活动所关联的商品信息
    */
    private void saveProductInfo(List<Product> products) {
    
        products.stream().forEach(products-> {
            //准备hash操作,绑定hash
            BoundHashOperations<String, Object, Object> operations = redisTemplate.boundHashOps(SECKILL_CHARE_PREFIX);
            products.getRelationSkus().stream().forEach(seckillSkuVo -> {
                //生成随机码
                String token = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
                String redisKey = seckillSkuVo.getPromotionSessionId().toString() + "-" + seckillSkuVo.getSkuId().toString();
                if (!operations.hasKey(redisKey)) { // 防止重复添加
                    //缓存我们商品信息
                    SeckillSkuRedisTo redisTo = new SeckillSkuRedisTo();
                    Long skuId = seckillSkuVo.getSkuId();
                    //1、先查询商品的基本信息,调用远程服务
                    R info = productFeignService.getSkuInfo(skuId);
                    if (info.getCode() == 0) {
                        SkuInfoVo skuInfo = info.getData("skuInfo",new TypeReference<SkuInfoVo>(){});
                        redisTo.setSkuInfo(skuInfo);
                    }
    
                    //2、sku的秒杀信息
                    BeanUtils.copyProperties(seckillSkuVo,redisTo);
    
                    //3、设置当前商品的秒杀时间信息
                    redisTo.setStartTime(session.getStartTime().getTime());
                    redisTo.setEndTime(session.getEndTime().getTime());
    
                    //4、设置商品的随机码(防止恶意攻击)
                    redisTo.setRandomCode(token);
    
                    //序列化json格式存入Redis中
                    String seckillValue = JSON.toJSONString(redisTo);
                    operations.put(seckillSkuVo.getPromotionSessionId().toString() + "-" + seckillSkuVo.getSkuId().toString(),seckillValue);
    
                    //如果当前这个场次的商品库存信息已经上架就不需要上架
                    //5、使用库存作为分布式Redisson信号量(限流)
                    // 使用库存作为分布式信号量
                    RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore(SKU_STOCK_SEMAPHORE + token);
                    // 商品可以秒杀的数量作为信号量
                    semaphore.trySetPermits(seckillSkuVo.getSeckillCount());
                }
            });
        });
    }
    
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    秒杀实现

    /**
    * 商品进行秒杀(秒杀开始)
    * @param killId
    * @param key
    * @param num
    * @return
    */
    @GetMapping(value = "/kill")
    public String seckill(@RequestParam("killId") String killId,
                          @RequestParam("key") String key,
                          @RequestParam("num") Integer num,
                          Model model) {
    
        String orderSn = null;
        try {
            //1、判断是否登录
            orderSn = seckillService.kill(killId,key,num);
            model.addAttribute("orderSn",orderSn);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "success";
    }
    
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    /**
    * 当前商品进行秒杀(秒杀开始)
    * @param killId
    * @param key
    * @param num
    * @return
    */
    @Override
    public String kill(String killId, String key, Integer num) throws InterruptedException {
    
        long s1 = System.currentTimeMillis();
        //获取当前用户的信息
        MemberResponseVo user = LoginUserInterceptor.loginUser.get();
    
        //1、获取当前秒杀商品的详细信息从Redis中获取
        BoundHashOperations<String, String, String> hashOps = redisTemplate.boundHashOps(SECKILL_CHARE_PREFIX);
        String skuInfoValue = hashOps.get(killId);
        if (StringUtils.isEmpty(skuInfoValue)) {
            return null;
        }
        //(合法性效验)
        SeckillSkuRedisTo redisTo = JSON.parseObject(skuInfoValue, SeckillSkuRedisTo.class);
        Long startTime = redisTo.getStartTime();
        Long endTime = redisTo.getEndTime();
        long currentTime = System.currentTimeMillis();
        //判断当前这个秒杀请求是否在活动时间区间内(效验时间的合法性)
        if (currentTime >= startTime && currentTime <= endTime) {
    
            //2、效验随机码和商品id
            String randomCode = redisTo.getRandomCode();
            String skuId = redisTo.getPromotionSessionId() + "-" +redisTo.getSkuId();
            if (randomCode.equals(key) && killId.equals(skuId)) {
                //3、验证购物数量是否合理和库存量是否充足
                Integer seckillLimit = redisTo.getSeckillLimit();
    
                //获取信号量
                String seckillCount = redisTemplate.opsForValue().get(SKU_STOCK_SEMAPHORE + randomCode);
                Integer count = Integer.valueOf(seckillCount);
                //判断信号量是否大于0,并且买的数量不能超过库存
                if (count > 0 && num <= seckillLimit && count > num ) {
                    //4、验证这个人是否已经买过了(幂等性处理),如果秒杀成功,就去占位。userId-sessionId-skuId
                    //SETNX 原子性处理
                    String redisKey = user.getId() + "-" + skuId;
                    //设置自动过期(活动结束时间-当前时间)
                    Long ttl = endTime - currentTime;
                    Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(redisKey, num.toString(), ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    if (aBoolean) {
                        //占位成功说明从来没有买过,分布式锁(获取信号量-1)
                        RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore(SKU_STOCK_SEMAPHORE + randomCode);
                        //TODO 秒杀成功,快速下单
                        boolean semaphoreCount = semaphore.tryAcquire(num, 100, TimeUnit.MILLISECONDS);
                        //保证Redis中还有商品库存
                        if (semaphoreCount) {
                            //创建订单号和订单信息发送给MQ
                            // 秒杀成功 快速下单 发送消息到 MQ 整个操作时间在 10ms 左右
                            String timeId = IdWorker.getTimeId();
                            SeckillOrderTo orderTo = new SeckillOrderTo();
                            orderTo.setOrderSn(timeId);
                            orderTo.setMemberId(user.getId());
                            orderTo.setNum(num);
                            orderTo.setPromotionSessionId(redisTo.getPromotionSessionId());
                            orderTo.setSkuId(redisTo.getSkuId());
                            orderTo.setSeckillPrice(redisTo.getSeckillPrice());
                            rabbitTemplate.convertAndSend("order-event-exchange","order.seckill.order",orderTo);
                            long s2 = System.currentTimeMillis();
                            log.info("耗时..." + (s2 - s1));
                            return timeId;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        long s3 = System.currentTimeMillis();
        log.info("耗时..." + (s3 - s1));
        return null;
    }
    
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    redisson信号量

    redisson使用全解——redisson官方文档+注释(中篇)

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