秒杀系统设计实现

一、题目

这是一个秒杀系统，即大量用户抢有限的商品，先到先得
用户并发访问流量非常大，需要分布式的机器集群处理请求
系统实现使用Java

二、模块设计

1、用户请求分发模块：使用Nginx或Apache将用户的请求分发到不同的机器上。

2、用户请求预处理模块：判断商品是不是还有剩余来决定是不是要处理该请求。

3、用户请求处理模块：把通过预处理的请求封装成事务提交给数据库，并返回是否成功。

4、数据库接口模块：该模块是数据库的唯一接口，负责与数据库交互，提供RPC接口供查询是否秒杀结束、剩余数量等信息。

第一部分就不多说了，配置HTTP服务器即可，这里主要谈谈后面的模块。

用户请求预处理模块：

经过HTTP服务器的分发后，单个服务器的负载相对低了一些，但总量依然可能很大，如果后台商品已经被秒杀完毕，那么直接给后来的请求返回秒杀失败即可，不必再进一步发送事务了，示例代码可以如下所示：

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package seckill;   import org.apache.http.HttpRequest;   /** * 预处理阶段，把不必要的请求直接驳回，必要的请求添加到队列中进入下一阶段. */ public class PreProcessor { // 商品是否还有剩余 private static boolean reminds = true;   private static void forbidden() { // Do something. }   public static boolean checkReminds() { if (reminds) { // 远程检测是否还有剩余，该RPC接口应由数据库服务器提供，不必完全严格检查. if (!RPC.checkReminds()) { reminds = false; } } return reminds; }   /** * 每一个HTTP请求都要经过该预处理. */ public static void preProcess(HttpRequest request) { if (checkReminds()) { // 一个并发的队列 RequestQueue.queue.add(request); } else { // 如果已经没有商品了，则直接驳回请求即可. forbidden(); } } }

并发队列的选择

Java的并发包提供了三个常用的并发队列实现，分别是：ConcurrentLinkedQueue 、 LinkedBlockingQueue 和 ArrayBlockingQueue。

ArrayBlockingQueue是初始容量固定的阻塞队列，我们可以用来作为数据库模块成功竞拍的队列，比如有10个商品，那么我们就设定一个10大小的数组队列。

ConcurrentLinkedQueue使用的是CAS原语无锁队列实现，是一个异步队列，入队的速度很快，出队进行了加锁，性能稍慢。

LinkedBlockingQueue也是阻塞的队列，入队和出队都用了加锁，当队空的时候线程会暂时阻塞。

由于我们的系统入队需求要远大于出队需求，一般不会出现队空的情况，所以我们可以选择ConcurrentLinkedQueue来作为我们的请求队列实现：

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package seckill;   import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue; import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue;   import org.apache.http.HttpRequest;   public class RequestQueue { public static ConcurrentLinkedQueue<HttpRequest> queue = new ConcurrentLinkedQueue<HttpRequest>(); }

用户请求模块

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package seckill;   import org.apache.http.HttpRequest;   public class Processor { /** * 发送秒杀事务到数据库队列. */ public static void kill(BidInfo info) { DB.bids.add(info); }   public static void process() { BidInfo info = new BidInfo(RequestQueue.queue.poll()); if (info != null) { kill(info); } } }   class BidInfo { BidInfo(HttpRequest request) { // Do something. } }

数据库模块：

数据库主要是使用一个ArrayBlockingQueue来暂存有可能成功的用户请求。

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package seckill;   import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;   /** * DB应该是数据库的唯一接口. */ public class DB { public static int count = 10; public static ArrayBlockingQueue<BidInfo> bids = new ArrayBlockingQueue<BidInfo>(10);   public static boolean checkReminds() { // TODO return true; }   // 单线程操作 public static void bid() { BidInfo info = bids.poll(); while (count-- > 0) { // insert into table Bids values(item_id, user_id, bid_date, other) // select count(id) from Bids where item_id = ? // 如果数据库商品数量大约总数，则标志秒杀已完成，设置标志位reminds = false. info = bids.poll(); } } }

三、结语

看起来大体这样应该就可以了，当然还有细节可以优化，比如数据库请求可以都做成异步的等等。

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