秒杀系统设计的 5 个要点:前端三板斧+后端两条路!

简介: 高并发,cache,锁机制基于缓存架构redis,Memcached的先进先出队列。

秒杀系统涉及到的知识点

高并发,cache,锁机制


基于缓存架构redis,Memcached的先进先出队列。


稍微大一点的秒杀,肯定是分布式的集群的,并发来自于多个节点的JVM,synchronized所有在JVM上加锁是不行了


数据库压力


秒杀超卖问题


如何防止用户来刷, 黑名单?IP限制?


利用memcached的带原子性特性的操作做并发控制


秒杀简单设计方案


比如有10件商品要秒杀,可以放到缓存中,读写时不要加锁。 当并发量大的时候,可能有25个人秒杀成功,这样后面的就可以直接抛秒杀结束的静态页面。进去的25个人中有15个人是不可能获得商品的。所以可以根据进入的先后顺序只能前10个人购买成功。后面15个人就抛商品已秒杀完。


假设我们的秒杀场景


比如某商品10件物品待秒. 假设有100台web服务器(假设web服务器是Nginx + Tomcat),n台app服务器,n个数据库


第一步 如果Java层做过滤, 可以在每台web服务器的业务处理模块里做个计数器AtomicInteger(10)=待秒商品总数,decreaseAndGet()>=0的继续做后续处理, <0的直接返回秒杀结束页面,这样经过第一步的处理只剩下100台*10个=1000个请求。


第二步, memcached 里以商品id作为key的value放个10, 每个web服务器在接到每个请求的同时, 向memcached服务器发起请求, 利用memcached的decr(key,1)操作返回值>=0的继续处理, 其余的返回秒杀失败页面,这样经过第二步的处理只剩下100台中最快速到达的10个请求。


第三步, 向App服务器发起下单操作事务。


第四步, App服务器向商品所在的数据库请求减库存操作(操作数据库时可以 "update table set count=count-1 where id=商品id and count>0;" update 成功记录数为1, 再向订单数据库添加订单记录, 都成功后提交整个事务, 否则的话提示秒杀失败,用户进入支付流程。


看看淘宝的秒杀

一、前端

面对高并发的抢购活动,前端常用的三板斧是【扩容】【静态化】【限流】


扩容:加机器,这是最简单的方法,通过增加前端池的整体承载量来抗峰值。


静态化:将活动页面上的所有可以静态的元素全部静态化,并尽量减少动态元素。通过CDN来抗峰值。


限流:一般都会采用IP级别的限流,即针对某一个IP,限制单位时间内发起请求数量。或者活动入口的时候增加游戏或者问题环节进行消峰操作。


有损服务:最后一招,在接近前端池承载能力的水位上限的时候,随机拒绝部分请求来保护活动整体的可用性。


二、那么后端的数据库在高并发和超卖下会遇到什么问题呢


首先MySQL自身对于高并发的处理性能就会出现问题,一般来说,MySQL的处理性能会随着并发thread上升而上升,但是到了一定的并发度之后会出现明显的拐点,之后一路下降,最终甚至会比单thread的性能还要差。


其次,超卖的根结在于减库存操作是一个事务操作,需要先select,然后insert,最后update -1。最后这个-1操作是不能出现负数的,但是当多用户在有库存的情况下并发操作,出现负数这是无法避免的。


最后,当减库存和高并发碰到一起的时候,由于操作的库存数目在同一行,就会出现争抢InnoDB行锁的问题,导致出现互相等待甚至死锁,从而大大降低MySQL的处理性能,最终导致前端页面出现超时异常。


针对上述问题,如何解决呢? 淘宝的高大上解决方案:


I:关闭死锁检测,提高并发处理性能。


II:修改源代码,将排队提到进入引擎层前,降低引擎层面的并发度。


III:组提交,降低server和引擎的交互次数,降低IO消耗。


解决方案1:将存库从MySQL前移到Redis中,所有的写操作放到内存中,由于Redis中不存在锁故不会出现互相等待,并且由于Redis的写性能和读性能都远高于MySQL,这就解决了高并发下的性能问题。然后通过队列等异步手段,将变化的数据异步写入到DB中。


优点:解决性能问题


缺点:没有解决超卖问题,同时由于异步写入DB,存在某一时刻DB和Redis中数据不一致的风险。


解决方案2:引入队列,然后将所有写DB操作在单队列中排队,完全串行处理。当达到库存阀值的时候就不在消费队列,并关闭购买功能。这就解决了超卖问题。


优点:解决超卖问题,略微提升性能。


缺点:性能受限于队列处理机处理性能和DB的写入性能中最短的那个,另外多商品同时抢购的时候需要准备多条队列。


解决方案3:将写操作前移到MC中,同时利用MC的轻量级的锁机制CAS来实现减库存操作。


优点:读写在内存中,操作性能快,引入轻量级锁之后可以保证同一时刻只有一个写入成功,解决减库存问题。


缺点:没有实测,基于CAS的特性不知道高并发下是否会出现大量更新失败?不过加锁之后肯定对并发性能会有影响。


解决方案4:将提交操作变成两段式,先申请后确认。然后利用Redis的原子自增操作,同时利用Redis的事务特性来发号,保证拿到小于等于库存阀值的号的人都可以成功提交订单。然后数据异步更新到DB中。


优点:解决超卖问题,库存读写都在内存中,故同时解决性能问题。


缺点:由于异步写入DB,可能存在数据不一致。另可能存在少买,也就是如果拿到号的人不真正下订单,可能库存减为0,但是订单数并没有达到库存阀值。


相关文章
|
7月前
|
JavaScript 前端开发 Java
制造业ERP源码,工厂ERP管理系统,前端框架:Vue,后端框架:SpringBoot
这是一套基于SpringBoot+Vue技术栈开发的ERP企业管理系统,采用Java语言与vscode工具。系统涵盖采购/销售、出入库、生产、品质管理等功能,整合客户与供应商数据,支持在线协同和业务全流程管控。同时提供主数据管理、权限控制、工作流审批、报表自定义及打印、在线报表开发和自定义表单功能,助力企业实现高效自动化管理,并通过UniAPP实现移动端支持,满足多场景应用需求。
699 1
|
3月前
|
存储 前端开发 安全
实现“永久登录”:针对蜻蜓Q系统的用户体验优化方案(前端uni-app+后端Laravel详解)-优雅草卓伊凡
实现“永久登录”:针对蜻蜓Q系统的用户体验优化方案(前端uni-app+后端Laravel详解)-优雅草卓伊凡
219 5
|
8月前
|
前端开发 Java 物联网
智慧班牌源码,采用Java + Spring Boot后端框架,搭配Vue2前端技术,支持SaaS云部署
智慧班牌系统是一款基于信息化与物联网技术的校园管理工具,集成电子屏显示、人脸识别及数据交互功能,实现班级信息展示、智能考勤与家校互通。系统采用Java + Spring Boot后端框架,搭配Vue2前端技术,支持SaaS云部署与私有化定制。核心功能涵盖信息发布、考勤管理、教务处理及数据分析,助力校园文化建设与教学优化。其综合性和可扩展性有效打破数据孤岛,提升交互体验并降低管理成本,适用于日常教学、考试管理和应急场景,为智慧校园建设提供全面解决方案。
536 70
|
9月前
|
JSON 自然语言处理 前端开发
【01】对APP进行语言包功能开发-APP自动识别地区ip后分配对应的语言功能复杂吗?-成熟app项目语言包功能定制开发-前端以uniapp-基于vue.js后端以laravel基于php为例项目实战-优雅草卓伊凡
【01】对APP进行语言包功能开发-APP自动识别地区ip后分配对应的语言功能复杂吗?-成熟app项目语言包功能定制开发-前端以uniapp-基于vue.js后端以laravel基于php为例项目实战-优雅草卓伊凡
519 72
【01】对APP进行语言包功能开发-APP自动识别地区ip后分配对应的语言功能复杂吗?-成熟app项目语言包功能定制开发-前端以uniapp-基于vue.js后端以laravel基于php为例项目实战-优雅草卓伊凡
|
7月前
|
存储 消息中间件 前端开发
PHP后端与uni-app前端协同的校园圈子系统:校园社交场景的跨端开发实践
校园圈子系统校园论坛小程序采用uni-app前端框架,支持多端运行,结合PHP后端(如ThinkPHP/Laravel),实现用户认证、社交关系管理、动态发布与实时聊天功能。前端通过组件化开发和uni.request与后端交互,后端提供RESTful API处理业务逻辑并存储数据于MySQL。同时引入Redis缓存热点数据,RabbitMQ处理异步任务,优化系统性能。核心功能包括JWT身份验证、好友系统、WebSocket实时聊天及活动管理,确保高效稳定的用户体验。
464 4
PHP后端与uni-app前端协同的校园圈子系统:校园社交场景的跨端开发实践
|
6月前
|
人工智能 监控 前端开发
AI工具:前端与后端的终极对决?谁将成为新时代的宠儿?
深入探讨AI工具对前端和后端开发的具体影响、各自的机遇与挑战,并分析未来开发者如何驾驭AI,实现能力跃迁。
332 0
|
9月前
|
前端开发 算法 NoSQL
前端uin后端php社交软件源码,快速构建属于你的交友平台
这是一款功能全面的社交软件解决方案,覆盖多种场景需求。支持即时通讯(一对一聊天、群聊、文件传输、语音/视频通话)、内容动态(发布、点赞、评论)以及红包模块(接入支付宝、微信等第三方支付)。系统采用前后端分离架构,前端基于 UniApp,后端使用 PHP 框架(如 Laravel/Symfony),配合 MySQL/Redis 和自建 Socket 服务实现高效实时通信。提供用户认证(JWT 集成)、智能匹配算法等功能,助力快速上线,显著节约开发成本。
310 1
前端uin后端php社交软件源码,快速构建属于你的交友平台
|
10月前
|
监控 前端开发 Java
构建高效Java后端与前端交互的定时任务调度系统
通过以上步骤,我们构建了一个高效的Java后端与前端交互的定时任务调度系统。该系统使用Spring Boot作为后端框架,Quartz作为任务调度器,并通过前端界面实现用户交互。此系统可以应用于各种需要定时任务调度的业务场景,如数据同步、报告生成和系统监控等。
423 9
|
11月前
|
前端开发 NoSQL Java
【Java若依框架】RuoYi-Vue的前端和后端配置步骤和启动步骤
本文介绍了如何配置和启动基于Java的若依(RuoYi)项目,涵盖后端和前端的详细步骤。首先,准备Redis、MySQL以及IDE(如Idea和VS)。接着,通过GitHub获取代码并导入到IDE中,执行必要的SQL文件和配置数据库密码。然后,启动Redis并进行相关配置。最后,按照前端配置步骤克隆前端代码库,打开终端执行命令完成前端配置。整个过程详细记录了每一步的操作,帮助开发者顺利部署若依项目。 如果你觉得有帮助,请点赞、关注和收藏,这将是我持续分享的动力!
5829 4
|
机器学习/深度学习 前端开发 算法
婚恋交友系统平台 相亲交友平台系统 婚恋交友系统APP 婚恋系统源码 婚恋交友平台开发流程 婚恋交友系统架构设计 婚恋交友系统前端/后端开发 婚恋交友系统匹配推荐算法优化
婚恋交友系统平台通过线上互动帮助单身男女找到合适伴侣,提供用户注册、个人资料填写、匹配推荐、实时聊天、社区互动等功能。开发流程包括需求分析、技术选型、系统架构设计、功能实现、测试优化和上线运维。匹配推荐算法优化是核心,通过用户行为数据分析和机器学习提高匹配准确性。
886 4