JCSprout项目中的秒杀系统架构设计与实现

JCSprout项目中的秒杀系统架构设计与实现

JCSprout 👨‍🎓 Java Core Sprout : basic, concurrent, algorithm JCSprout 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/jc/JCSprout

秒杀系统概述

秒杀系统是电商平台中常见的业务场景,其特点是短时间内大量用户同时抢购少量商品。这种高并发场景对系统架构提出了严峻挑战,需要解决超卖、性能瓶颈等问题。

基础架构设计

JCSprout项目中的秒杀系统采用分层架构设计:

  1. Web层:处理HTTP请求,使用Spring MVC框架
  2. Service层:核心业务逻辑实现,通过Dubbo提供RPC服务
  3. 数据层:MySQL存储库存和订单数据

基础实现与问题

基础下单流程

  1. 校验库存
  2. 扣减库存
  3. 创建订单
  4. 支付

问题暴露

在300并发测试下,基础实现暴露了典型超卖问题:

  • 库存正确扣减完毕
  • 但订单数量远超库存量(10库存产生124订单)

解决方案演进

方案一:乐观锁控制

实现原理

  • 在库存表中增加version字段
  • 更新时检查version是否变化
  • 更新成功才允许下单

效果

  • 有效防止超卖
  • 但高并发下大量请求失败
  • 数据库压力依然较大

核心代码

@Transactional
public int createOptimisticOrder(int sid) throws Exception {
    Stock stock = checkStock(sid); // 检查库存
    saleStockOptimistic(stock);    // 乐观锁更新
    return createOrder(stock);     // 创建订单
}

方案二:分布式限流

实现原理

  • 使用Redis实现分布式计数器
  • 限制单位时间内的请求量
  • 快速拒绝超额请求

优化效果

  • 大幅降低无效请求
  • 减少数据库压力
  • 系统稳定性提升

配置示例

@Configuration
public class RedisLimitConfig {
    @Value("${redis.limit}") 
    private int limit;
    
    @Bean
    public RedisLimit build() {
        return new RedisLimit.Builder(jedisConnectionFactory, RedisToolsConstant.SINGLE)
                .limit(limit)
                .build();
    }
}

方案三:Redis缓存优化

实现要点

  1. 库存数据预热到Redis
  2. 先查Redis再查数据库
  3. 更新数据库同时更新Redis

优势

  • 减少数据库查询
  • 提升响应速度
  • 降低数据库负载

核心逻辑

private Stock checkStockByRedis(int sid) {
    // 从Redis获取库存数据
    Integer count = Integer.parseInt(redisTemplate.get(RedisKeysConstant.STOCK_COUNT + sid));
    Integer sale = Integer.parseInt(redisTemplate.get(RedisKeysConstant.STOCK_SALE + sid));
    
    if (count.equals(sale)) {
        throw new RuntimeException("库存不足");
    }
    // 构造库存对象返回
}

方案四:异步化处理

架构设计

  1. 请求通过校验后发送到Kafka
  2. 立即返回用户"处理中"状态
  3. 独立消费者处理下单逻辑

优势

  • 请求快速响应
  • 削峰填谷
  • 系统解耦

性能优化总结

  1. 请求拦截:尽早拦截无效请求
  2. 限流保护:控制并发量在系统承受范围内
  3. 减少DB访问:利用缓存减少数据库压力
  4. 异步处理:同步转异步提升吞吐量
  5. 快速失败:避免资源长时间占用

部署与自动化

项目采用多节点部署:

  • Nginx负载均衡Web层
  • 多Service节点分担压力

通过Shell脚本实现简易CI:

  • 自动拉取代码
  • 项目构建
  • 部署到多台服务器
  • 服务重启

总结

JCSprout项目中的秒杀系统通过逐步优化,从基础实现到最终的高性能架构,展示了应对高并发场景的系统设计思路。关键在于理解业务特点,合理运用各种技术手段,在保证数据一致性的前提下提升系统性能。

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创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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