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SpringBoot 开发案例从 0 到 1 构建分布式秒杀系统

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  •   smallSevens · 2018-06-23 11:51:37 +08:00 · 1745 次点击
    这是一个创建于 2329 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

    开发环境

    JDK1.7、Maven、Mysql、Eclipse、SpringBoot1.5.10 、zookeeper3.4.6、kafka_2.11 、redis-2.8.4、curator-2.10.0

    启动说明

    运行 Application 中的 main 方法,访问 http://localhost:8080/seckill/swagger-ui.html 进行 API 测试

    项目介绍

    SpringBoot 开发案例从 0 到 1 构建分布式秒杀系统,项目案例基本成型,逐步完善中。

    输入图片说明

    秒杀场景

    秒杀场景无非就是多个用户在同时抢购一件或者多件商品,专用词汇就是所谓的高并发。现实中经常被大家喜闻乐见的场景,一群大妈抢购打折鸡蛋的画面一定不会陌生,如此场面让服务员大姐很无奈,赶上不要钱了。

    输入图片说明

    业务特点

    • 瞬间高并发、电脑旁边的小哥哥、小姐姐们如超市哄抢的大妈一般,疯狂的点着鼠标
    • 库存少、便宜、稀缺限量,值得大家去抢购,如苹果肾,小米粉,锤子粉(理解万岁)

    用户规模

    用户规模可大可小,几百或者上千人的活动单体架构足以可以应付,简单的加锁、进程内队列就可以轻松搞定。一旦上升到百万、千万级别的规模就要考虑分布式集群来应对瞬时高并发。

    秒杀架构

    输入图片说明

    架构层级

    • 一般商家在做活动的时候,经常会遇到各种不怀好意的 DDOS 攻击(利用无辜的吃瓜群众夺取资源),导致真正的我们无法获得服务!所以说高防 IP 还是很有必要的。

    • 搞活动就意味着人多,接入 SLB,对多台云服务器进行流量分发,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。

    • 基于 SLB 价格以及灵活性考虑后面我们接入 Nginx 做限流分发,来保障后端服务的正常运行。

    • 后端秒杀业务逻辑,基于 Redis 或者 Zookeeper 分布式锁,Kafka 或者 Redis 做消息队列,DRDS 数据库中间件实现数据的读写分离。

    优化思路

    • 分流、分流、分流,重要的事情说三遍,再牛逼的机器也抵挡不住高级别的并发。

    • 限流、限流、限流,毕竟秒杀商品有限,防刷的前提下没有绝对的公平,根据每个服务的负载能力,设定流量极限。

    • 缓存、缓存、缓存、尽量不要让大量请求穿透到 DB 层,活动开始前商品信息可以推送至分布式缓存。

    • 异步、异步、异步,分析并识别出可以异步处理的逻辑,比如日志,缩短系统响应时间。

    • 主备、主备、主备,如果有条件做好主备容灾方案也是非常有必要的(参考某年锤子的活动被攻击)。

    • 最后,为了支撑更高的并发,追求更好的性能,可以对服务器的部署模型进行优化,部分请求走正常的秒杀流程,部分请求直接返回秒杀失败,缺点是开发部署时需要维护两套逻辑。

    分层优化

    • 前端优化:活动开始前生成静态商品页面推送缓存和 CDN,静态文件(JS/CSS)请求推送至文件服务器和 CDN。
    • 网络优化:如果是全国用户,最好是 BGP 多线机房,减少网络延迟。
    • 应用服务优化:Nginx 最佳配置、Tomcat 连接池优化、数据库配置优化、数据库连接池优化。

    全链路压测

    • 分析需压测业务场景涉及系统
    • 协调各个压测系统资源并搭建压测环境
    • 压测数据隔离以及监控(响应时间、吞吐量、错误率等数据以图表形式实时显示)
    • 压测结果统计(平均响应时间、平均吞吐量等数据以图表形式在测试结束后显示)
    • 优化单个系统性能、关联流程以及整个业务流程

    整个压测优化过程就是一个不断优化不断改进的过程,事先通过测试不断发现问题,优化系统,避免问题,指定应急方案,才能让系统的稳定性和性能都得到质的提升。

    代码案例

    可能秒杀架构原理大家都懂,网上也有不少实现方式,但大多都是文字的描述,告诉你如何如何,什么加锁、缓存、队列之类。但很少全面有的案例告诉你如何去做,既然是从 0 到 1,希望以下代码案例可以帮助到你。当然最终落实到生产,还有很长的路要走,要根据自己的业务进行编码,实施并部署。

    你将会在代码案例中学到以下知识:

    • 如何搭建 SpringBoot 微服务
    • ThreadPoolExecutor 线程池的使用
    • ReentrantLock 和 Synchronized 的使用场景
    • 数据库锁机制(悲观锁、乐观锁)
    • 分布式锁(RedissLock、Zookeeper)
    • 进程内消息队列(LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、ConcurrentLinkedQueue)
    • 分布式消息队列(Redis、Kafka)
    • AOP 实现切面锁
    • Disruptor 高效队列
    • 商品详情页静态化

    代码结构:

          
    ├─src
    │  ├─main
    │  │  ├─java
    │  │  │  └─com
    │  │  │      └─itstyle
    │  │  │          └─seckill
    │  │  │              │  Application.java
    │  │  │              │  
    │  │  │              ├─common
    │  │  │              │  ├─aop
    │  │  │              │  │      LockAspect.java
    │  │  │              │  │      Servicelock.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─api
    │  │  │              │  │      SwaggerConfig.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─config
    │  │  │              │  │      IndexController.java
    │  │  │              │  │      SpringUtil.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─dynamicquery
    │  │  │              │  │      DynamicQuery.java
    │  │  │              │  │      DynamicQueryImpl.java
    │  │  │              │  │      NativeQueryResultEntity.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─entity
    │  │  │              │  │      Result.java
    │  │  │              │  │      Seckill.java
    │  │  │              │  │      SuccessKilled.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─enums
    │  │  │              │  │      SeckillStatEnum.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─interceptor
    │  │  │              │  │      MyAdapter.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─lock
    │  │  │              │  │      LockDemo.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  └─redis
    │  │  │              │          RedisConfig.java
    │  │  │              │          RedisUtil.java
    │  │  │              │          
    │  │  │              ├─distributedlock
    │  │  │              │  ├─redis
    │  │  │              │  │      RedissLockDemo.java
    │  │  │              │  │      RedissLockUtil.java
    │  │  │              │  │      RedissonAutoConfiguration.java
    │  │  │              │  │      RedissonProperties.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  └─zookeeper
    │  │  │              │          ZkLockUtil.java
    │  │  │              │          
    │  │  │              ├─queue
    │  │  │              │  ├─disruptor
    │  │  │              │  │      DisruptorUtil.java
    │  │  │              │  │      SeckillEvent.java
    │  │  │              │  │      SeckillEventConsumer.java
    │  │  │              │  │      SeckillEventFactory.java
    │  │  │              │  │      SeckillEventMain.java
    │  │  │              │  │      SeckillEventProducer.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─jvm
    │  │  │              │  │      SeckillQueue.java
    │  │  │              │  │      TaskRunner.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  ├─kafka
    │  │  │              │  │      KafkaConsumer.java
    │  │  │              │  │      KafkaSender.java
    │  │  │              │  │      
    │  │  │              │  └─redis
    │  │  │              │          RedisConsumer.java
    │  │  │              │          RedisSender.java
    │  │  │              │          RedisSubListenerConfig.java
    │  │  │              │          
    │  │  │              ├─repository
    │  │  │              │      SeckillRepository.java
    │  │  │              │      
    │  │  │              ├─service
    │  │  │              │  │  ICreateHtmlService.java
    │  │  │              │  │  ISeckillDistributedService.java
    │  │  │              │  │  ISeckillService.java
    │  │  │              │  │  
    │  │  │              │  └─impl
    │  │  │              │          CreateHtmlServiceImpl.java
    │  │  │              │          SeckillDistributedServiceImpl.java
    │  │  │              │          SeckillServiceImpl.java
    │  │  │              │          
    │  │  │              └─web
    │  │  │                      CreateHtmlController.java
    │  │  │                      SeckillController.java
    │  │  │                      SeckillDistributedController.java
    │  │  │                      
    │  │  ├─resources
    │  │  │  │  application.properties
    │  │  │  │  logback-spring.xml
    │  │  │  │  
    │  │  │  ├─sql
    │  │  │  │      seckill.sql
    │  │  │  │      
    │  │  │  ├─static
    │  │  │  │  ├─goods
    │  │  │  │  │  ├─images
    │  │  │  │  │  │  │      
    │  │  │  │  │  │  └─shopdetail
    │  │  │  │  │  │          
    │  │  │  │  │  ├─js
    │  │  │  │  │  │      common.js
    │  │  │  │  │  │      jquery-1.9.1.min.js
    │  │  │  │  │  │      
    │  │  │  │  │  └─style
    │  │  │  │  │          shopdetail.css
    │  │  │  │  │          
    │  │  │  │  ├─iview
    │  │  │  │  │  │  iview.css
    │  │  │  │  │  │  iview.min.js
    │  │  │  │  │  │  
    │  │  │  │  │  └─fonts
    │  │  │  │  │          ionicons.eot
    │  │  │  │  │          ionicons.svg
    │  │  │  │  │          ionicons.ttf
    │  │  │  │  │          ionicons.woff
    │  │  │  │  │          
    │  │  │  │  └─template
    │  │  │  │          goods.flt
    │  │  │  │          
    │  │  │  └─templates
    │  │  │          1000.html
    │  │  │          1001.html
    │  │  │          1002.html
    │  │  │          1003.html
    │  │  │          index.html
    │  │  │          
    
    

    分布式锁应该具备哪些条件

    • 在分布式系统环境下,一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行;
    • 高可用的获取锁与释放锁;
    • 高性能的获取锁与释放锁;
    • 具备可重入特性;
    • 具备锁失效机制,防止死锁;
    • 具备非阻塞锁特性,即没有获取到锁将直接返回获取锁失败。

    分布式锁

    • 基于数据库实现分布式锁;
    • 基于缓存( Redis 等)实现分布式锁;
    • 基于 Zookeeper 实现分布式锁;

    思考改进

    • 如何防止单个用户重复秒杀下单?
    • 如何防止恶意调用秒杀接口?
    • 如果用户秒杀成功,一直不支付该怎么办?
    • 消息队列处理完成后,如果异步通知给用户秒杀成功?
    • 如何保障 Redis、Zookeeper、Kafka 服务的正常运行(高可用)?
    • 高并发下秒杀业务如何做到不影响其他业务(隔离性)?

    可供参考

    淘宝大秒系统设计详解

    SpringBoot 开发案例从 0 到 1 构建分布式秒杀系统

    SpringBoot 开发案例之整合 Kafka 实现消息队列

    从构建分布式秒杀系统聊聊 Threadpool 线程池

    从构建分布式秒杀系统聊聊 Disruptor 高性能队列

    从构建分布式秒杀系统聊聊商品详情页静态化

    构建分布式秒杀系统聊聊 Lock 锁使用中的坑

    从构建分布式秒杀系统聊聊限流特技

    Nginx 学习之负载均衡

    Nginx 学习之如何防止流量攻击

    Nginx 学习之缓存配置

    Nginx 学习之 HTTP/2.0 配置

    企业云解析 DNS

    Linux 下搭建 ZooKeeper 集群

    源码案例

    码云下载:从 0 到 1 构建分布式秒杀系统

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