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());
            }
        });
    });
}

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";
}

/** * 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;
}

redisson信号量

redisson使用全解——redisson官方文档+注释（中篇）