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商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)一台服务器承受量约1k的QPS(考虑到逻辑处理时间以及数据库查询的瓶颈)一台SQL Database承受量约1k的QPS(如果JOIN和INDEX query比较多的话,这个值会更小)一台NoSQL Database(Casscandra)承受量约10k的QPS一台NoSQL Database(Memcached)承受量约1M的QPSQPS和服务器/数据库之间的关系:这里要知道秒杀系统的常见概念QPS(Queries Per Second),即一秒内可以处理的请求数量。假如一个服务的RT(Response time)是20ms,则QPS为50(这里计算的是单机单线程QPS,如果要计算集群的话,需要考虑集群数量和线程数量)。QPS = 100,用你的笔记本做Web服务器足矣。QPS = 1k,用一台好点的Web服务器也差不多了。QPS = 1m,则需要建设一个1000台Web服务器的集群。

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巧了,最近面试的时候问过一个差不多的题目。

某年双11,商家以4499的价格上架了某iphone,比官网价格便宜了1000员,库存总数10台,运营设置11/11 00:00活动生效,一人只能购买1台,商品售完为止。

首先梳理下用户端的流程图:

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)(1)

根据九章算法独家系统设计4S分析法,第一步Scenario场景。需要确定设计哪些功能,承受多大的访问量?

这里要知道秒杀系统的常见概念QPS(Queries Per Second),即一秒内可以处理的请求数量。

假如一个服务的RT(Response time)是20ms,则QPS为50(这里计算的是单机单线程QPS,如果要计算集群的话,需要考虑集群数量和线程数量)。

QPS = 100,用你的笔记本做Web服务器足矣。
QPS = 1k,用一台好点的Web服务器也差不多了。
QPS = 1m,则需要建设一个1000台Web服务器的集群。

QPS和服务器/数据库之间的关系:

一台服务器承受量约1k的QPS(考虑到逻辑处理时间以及数据库查询的瓶颈)
一台SQL Database承受量约1k的QPS(如果JOIN和INDEX query比较多的话,这个值会更小)
一台NoSQL Database(Casscandra)承受量约10k的QPS
一台NoSQL Database(Memcached)承受量约1M的QPS

第二步,Service服务

服务可以认为是逻辑处理的整合。对于同一类问题的逻辑处理归并在一个服务中,整个系统可以细分为若干个小的服务。

这里秒杀系统服务设计大致如下:

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)(2)

第三步,Storage存储,数据是如何存储和访问的。为每个服务选择合适的存储结构,然后细化数据表结构。这个例子中,秒杀系统数据库设计如下

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)(3)

于是我们可以得到秒杀活动中,数据库之间的关系如图所示

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)(4)

好了,接下来是重点。我们先基于数据库Mysql来扣库存

update stock set count = count - 1 where product_id = xxxx and count > 0

那么问题来了,秒杀系统一定会有并发(concurrent)问题,怎么办?

这里一般有两种解决方案:乐观锁(Optimistic Lock)和悲观锁(Pessimistic Lock)。

悲观锁的流程如下:

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在对于数据一致性要求非常高的场景中,一般用悲观锁。

乐观锁流程如下:

商品秒杀是怎么解决高并发的(电商网站中50W-100W高并发)(6)

可以看到悲观锁的问题是会占用大量的线程资源,可能导致mysql的线程耗尽。而乐观锁在version变动频繁的情况下则不适用,所以秒杀系统就不太适合用乐观锁,因为version(库存)变化太快了。

另外可以再看下Redis下的秒杀系统数据库设计。

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几个关于Redis的常见问题:

什么时候把库存写入到Redis?
秒杀活动创建/维护时写入Redis。
如何保证活动数据库和库存数据一致?
可以使用分布式事务或消息队列。

分布式事务:保证多个数据库的操作同时成功或者同时失败。对强一致性有要求的业务场景可以考虑使用分布式事务,比如银行转账

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消息队列:基于生产者/消费者模型的组件,一般实现异步任务(非实时处理)时会引入消息队列。消息队列的好处是任务可以慢慢处理,不必同步处理等着响应结果。目前主流的消息队列有RocketMQ、Kafka等。使用场景除了异步任务之外,一般还用于失败的情况下重试处理,重复消费直到消费成功。

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下单减库存/支付减库存?
下单锁定库存,支付减库存。

如何防止商品被卖?
把库存数据放入到缓存中,利用缓存的原子特性保证同时只有一个线程操作库存。

库存写回数据库的时机?
采用定时任务同步Redis的数据写回数据库。

最后,4S分析法的第四步,Scale扩展。对于秒杀系统来说,就是高并发场景下如何优化系统。

原文链接:https://blog.csdn.net/JiuZhang_ninechapter/article/details/108283382

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