秒殺的特征

秒殺活動對稀缺或者特價的商品進行定時定量售賣，吸引大量的消費者進行搶購，但又只有少部分消費者可以下單成功。因此，秒殺活動將在較短時間內產生比平時大數十倍，上百倍的頁面訪問流量和下單請求流量。

秒殺活動可以分為3個階段：

• 秒殺前：用戶不斷刷新商品詳情頁，頁面請求達到瞬時峰值。

• 秒殺開始：用戶點擊秒殺按鈕，下單請求達到瞬時峰值。

• 秒殺后：一部分成功下單的用戶不斷刷新訂單或者產生退單操作，大部分用戶繼續刷新商品詳情頁等待退單機會。

消費者提交訂單，一般做法是利用數據庫的行級鎖，只有搶到鎖的請求可以進行庫存查詢和下單操作。但是在高并發的情況下，數據庫無法承擔如此大的請求，往往會使整個服務blocked，在消費者看來就是服務器宕機。

秒殺系統

秒殺系統的流量雖然很高，但是實際有效流量是十分有限的。利用系統的層次結構，在每個階段提前校驗，攔截無效流量，可以減少大量無效的流量涌入數據庫。

利用瀏覽器緩存和CDN抗壓靜態頁面流量

秒殺前，用戶不斷刷新商品詳情頁，造成大量的頁面請求。所以，我們需要把秒殺商品詳情頁與普通的商品詳情頁分開。對于秒殺商品詳情頁盡量將能靜態化的元素靜態化處理，除了秒殺按鈕需要服務端進行動態判斷，其他的靜態數據可以緩存在瀏覽器和CDN上。這樣，秒殺前刷新頁面導致的流量進入服務端的流量只有很小的一部分。

利用讀寫分離Redis緩存攔截流量

CDN是第一級流量攔截，第二級流量攔截我們使用支持讀寫分離的Redis。在這一階段我們主要讀取數據，讀寫分離Redis能支持高達60萬以上qps，完全可以支持需求。

首先通過數據控制模塊，提前將秒殺商品緩存到讀寫分離Redis，并設置秒殺開始標記如下：

"goodsId_count": 100 //總數
"goodsId_start": 0   //開始標記
"goodsId_access": 0  //接受下單數

1. 秒殺開始前，服務集群讀取goodsId_Start為0，直接返回未開始。

2. 數據控制模塊將goodsId_start改為1，標志秒殺開始。

3. 服務集群緩存開始標記位并開始接受請求，并記錄到Redis中goodsId_access，商品剩余數量為（goodsId_count - goodsId_access）。

4. 當接受下單數達到goodsId_count后，繼續攔截所有請求，商品剩余數量為0。

可以看出，最后成功參與下單的請求只有少部分可以被接受。在高并發的情況下，允許稍微多的流量進入。因此可以控制接受下單數的比例。

利用主從版Redis緩存加速庫存扣量

成功參與下單后，進入下層服務，開始進行訂單信息校驗，庫存扣量。為了避免直接訪問數據庫，我們使用主從版Redis來進行庫存扣量，主從版Redis提供10萬級別的QPS。使用Redis來優化庫存查詢，提前攔截秒殺失敗的請求，將大大提高系統的整體吞吐量。

通過數據控制模塊提前將庫存存入Redis，將每個秒殺商品在Redis中用一個hash結構表示。

"goodsId" : {
    "Total": 100
    "Booked": 0
}

扣量時，服務器通過請求Redis獲取下單資格，通過以下lua腳本實現，由于Redis是單線程模型，lua可以保證多個命令的原子性。

local n = tonumber(ARGV[1])
if not n  or n == 0 then
    return 0       
end                
local vals = redis.call("HMGET", KEYS[1], "Total", "Booked");
local total = tonumber(vals[1])
local blocked = tonumber(vals[2])
if not total or not blocked then
    return 0       
end                
if blocked + n <= total then
    redis.call("HINCRBY", KEYS[1], "Booked", n)                                   
    return n;   
end                
return 0

先使用SCRIPT LOAD將lua腳本提前緩存在Redis，然后調用EVALSHA調用腳本，比直接調用EVAL節省網絡帶寬，步驟如下：

1. 緩存lua腳本至Redis。

   SCRIPT LOAD "lua code"

   返回結果為：

   "438dd755f3fe0d32771753eb57f075b18fed7716"

2. 調用該lua腳本。

   EVALSHA 438dd755f3fe0d32771753eb57f075b18fed7716 1 goodsId 1 

   返回結果如下，表示扣減了1個庫存：

   (integer) 1

   說明

   此時，執行HGET goodsId Booked命令，可查看到返回的值為"1"，即該商品已被訂購的數量為1。

秒殺服務可通過判斷Redis是否返回搶購個數n，即可知道此次請求是否扣量成功。

使用主從版Redis實現簡單的消息隊列異步下單入庫

扣量完成后，需要進行訂單入庫。如果商品數量較少的時候，直接操作數據庫即可。如果秒殺的商品是1萬，甚至10萬級別，那數據庫鎖沖突將帶來很大的性能瓶頸。因此，利用消息隊列組件，當秒殺服務將訂單信息寫入消息隊列后，即可認為下單完成，避免直接操作數據庫。

1. 消息隊列組件依然可以使用Redis實現，在R2中用list數據結構表示。

    orderList {
        [0] = {訂單內容} 
        [1] = {訂單內容}
        [2] = {訂單內容}
        ...
    }

2. 將訂單內容寫入Redis：

   LPUSH orderList {訂單內容}

3. 異步下單模塊從Redis中順序獲取訂單信息，并將訂單寫入數據庫。

    BRPOP orderList 0

通過使用Redis作為消息隊列，異步處理訂單入庫，有效的提高了用戶的下單完成速度。

數據控制模塊管理秒殺數據同步

最開始，利用讀寫分離Redis進行流量限制，只讓部分流量進入下單。對于下單檢驗失敗和退單等情況，需要讓更多的流量進來。因此，數據控制模塊需要定時將數據庫中的數據進行一定的計算，同步到主從版Redis，同時再同步到讀寫分離的Redis，讓更多的流量進來。