网购秒杀系统架构设计案例分析

秒杀活动的技术挑战

假设某网站秒杀活动只推出一件商品，预计会吸引 1 万人参加活动，也就是说最大并发请求数是 10000，秒杀系统需要面对的技术挑战有如下几点。

1. 对现有网站业务造成冲击
   秒杀活动只是网站营销的一个附加活动，这个活动具有时间短，并发访问量大的特点，如果和网站原有应用部署在一起，必然会对现有业务造成冲击，稍有不慎可能导致整个网站瘫痪。

2. 高并发下的应用、数据库负载
   用户在秒杀开始前，通过不停刷新浏览器页面以保证不会错过秒杀，这些请求如果按照一般的网站应用架构，访问应用服务器、连接数据库，会对应用服务器和数据库服务器造成极大的负载压力。

3. 突然增加的网络及服务器带宽
   假设商品页面大小 200K（主要是商品图片大小），那么需要的网络和服务器带宽是 2G（200K x 10000 ) ，这些网络带宽是因为秒杀活动新增的，超过网站平时使用的带宽。

4. 直接下单
   秒杀的游戏规则是到了秒杀时间才能开始对商品下单购买，在此时间点之前，只能浏览商品信息，不能下单。而下单页面也是一个普通的 URL，如果得到这个 URL，不用等到秒杀开始就可以下单了。

秒杀系统的应对策略

1. 秒杀系统独立部署
   为了避免因为秒杀活动的高并发访问而拖垮整个网站，使整个网站不必面对蜂拥而来的用户访问，可将秒杀系统独立部署；如果需要，还可以使用独立的域名，使其与网站完全隔离，即使秒杀系统崩溃了，也不会对网站造成任何影响。

2. 秒杀商品页面静态化
   重新设计秒杀商品页面，不使用网站原来的商品详情页面，页面内容静态化：将商品描述、商品参数、成交记录和用户评价全部写入一个静态页面，用户请求不需要经过应用服务器的业务逻辑处理，也不需要访问数据库。所以秒杀商品服务不需要部署动态的 Web 服务器和数据库服务器。

3. 租借秒杀活动网络带
   因为秒杀新增的网络带宽，必须和运营商重新购买或者租借。为了减轻网站服务器的压力，需要将秒杀商品页面缓存在 CDN，同样需要和 CDN 服务商临时租借新增的出口带宽。

4. 动态生成随机下单页面 URL
   为了避免用户直接访问下单页面 URL，需要将该 URL 动态化，即使秒杀系统的开发者也无法在秒杀开始前访问下单页面的 URL。办法是在下单页面 URL 加入由服务器端生成的随机数作为参数，在秒杀开始的时候才能得到。

秒杀系统架构设计

秒杀系统为秒杀而设计，不同于一般的网购行为，参与秒杀活动的用户更关心地是如何能快速刷新商品页面，在秒杀开始的时候抢先进入下单页面，而不是商品详情等用户体验细节，因此秒杀系统的页面设计应尽可能简单。

商品页面中的购买按钮只有在秒杀活动开始的时候才变亮，在此之前及秒杀商品卖出后，该按钮都是灰色的，不可以点击。

下单表单也尽可能简单，购买数量只能是一个且不可以修改，送货地址和付款方式都使用用户默认设置，没有默认也可以不填，允许等订单提交后修改；只有第一个提交的订单发送给网站的订单子系统， 其余用户提交订单后只能看到秒杀结束页面。

除了上面提到的秒杀系统的技术挑战及应对策略，还有一些其他问题需要处理。

如何控制秒杀商品页面购买按钮的点亮

购买按钮只有在秒杀活动开始的时候才能点亮，在此之前是灰色的。如果该页面是动态生成的，当然可以在服务器端构造响应页面输出，控制该按钮是灰色还是点亮，但是为了减轻服务器端负载压力，更好地利用 CDN 、反向代理等性能优化手段，该页面被设计为静态页面，缓存在 CDN、反向代理服务器上，甚至用户浏览器上。秒杀开始时，用户刷新页面，请求根本不会到达应用服务器。

解决办法是使用 JavaScript 脚本控制，在秒杀商品静态页面中加入一个 JavaScript 文件引用，该 JavaScript 文件中加入秒杀是否开始的标志和下单页面 URL 的随机数参数，当秒杀幵始的时候生成一个新的 JavaScript 文件并被用户浏览器加载， 控制秒杀商品页面的展示。这 个 JavaScript 文件使用随机版本号，并且不被浏览器、 CDN 和反向代理服务器缓存。

秒杀商品点亮过程

这个 JavaScript 文件非常小，即使每次浏览器刷新都访问 JavaScript 文件服务器也不会对服务器集群和网络带宽造成太大压力。

如何只允许第一个提交的订单被发送到订单子系统

由于最终能够成功秒杀到商品的用户只有一个，因此需要在用户提交订单时，检查是否已经有订单提交。事实上，由于最终能够成功提交订单的用户只有一个，为了减轻下单页面服务器的负载压力，可以控制进入下单页面的入口，只有少数用户能进入下单页面，其他用户直接进入秒杀结束页面。假设下单服务器集群有 10 台服务器，每台服务器只接受最多 10 个下单请求。

秒杀下单流程

秒杀系统的整体架构图

秒杀系统整体架构

总结

秒杀是对网站架构的极大考验，在难以预计和控制的高并发访问的冲击下，稍有不慎，系统就会被用户秒杀，导致整个系统宕机，活动失败，构成重大事故。因此在遵循秒杀活动游戏规则的基础上，为了保证系统的安全，保持适度的公平公正即可。即使系统出了故障，也不应该给用户显示出错页面，而是显示秒杀活动结束页面，避免不必要的困扰。另外维基百科的高性能架构设计分析中提到的许多性能优化设计都可以用于秒杀系统的优化。