秒杀系统设计4要素：硬抗高并发，拒绝超卖，避免少卖，打击黄牛
双十一又要到了，牛牛有点慌，以前一个人的时候，一分钱都不花，现在有了女票，不仅得剁手，还得帮忙抢各种秒杀商品。
今年，牛牛真的不想再去抢秒杀了，为什么呢？
太难了，成千上万的人就盯着秒杀放出来的那点商品。牛牛凭着单身十几年的手速也抢不过啊。
牛牛苦思妙想，终于想出一条完（zuo）美（si）妙计：给女朋友讲讲程序员是如何做一个秒杀系统的。
对头，就是要用知识的海洋淹没她。如果她不愿意听，或者听不懂，那么今年就不参加双十一了
至于拒绝理由嘛。。。那就是【你都不认真听我说话，你一定是不爱我了】；如果不幸她听懂了，也不碍事，至少让她知道了我们程序员兄弟多么牛(jian)逼(xin)。
于是，牛牛找到了女朋友阿酱。
我：呐，你知道我工作上也经常做秒杀系统吗？今天我就给你讲讲秒杀是怎么做的，如果你听懂了，今年我就帮你抢秒杀！
女朋友：可是要是我听不懂怎么办啊？
我：我的宝贝怎么可能听不懂，要是听不懂一定是我讲得不够好！
女朋友：那。。。我试试吧
问题抛出
首先，秒杀有哪些要考虑的地方呢？
第一点，海量请求，服务要能扛住。
秒杀活动一开始，瞬间会有海量流量涌入，热门的商品甚至会有几百万人来抢。这个规模的流量砸下来，服务可能就挂了，活动也就GG了，收获的只有骂声。
怎么让服务能打能抗，是需要考虑的问题。
第二点，不能超卖。
因为秒杀有时候就是赔本赚吆喝，价格可能比成本价还低。而这时候要是比原计划的数量卖多了，那到底发不发货呢？
发货会超预算亏损，要是超卖数量过多，说不定厂子都要倒闭了；不发货会被投诉，影响商家声誉。
不管怎样，都是硬伤，只能找程序员赔钱了。
第三点，尽量避免少卖。
少卖会比超卖好一些，商家不存在经济上的损失。但要是被眼尖的消费者发现的话，也是免不了一场麻烦的。所以我们还是要尽可能避免这种情况。
第四点，保证触达到用户而不是黄牛。
黄牛可能是开脚本，一次发很多请求过来，抢到之后再转卖。但我们做活动，希望的就是回馈客户，进而吸引用户，而不是去让黄牛赚外快。因此，我们要尽量挡住黄牛的魔爪。
女朋友：不听了，不听了，脑壳痛。
我：那今年不用剁手啦～
女朋友：？？？你继续，我能行！
我：问题我说完了，下面才是重点，来说说解决方案。
：我好像已经开始听不懂了。。。
对症下药
硬抗高并发
在高并发的情况下，MySQL就显得有些力不从心了。
一方面是MySQL本身要支持事务的ACID，单机性能不高。
另一方面，MySQL是个单机数据库，本身是不能水平扩展的，如果要搞分库分表，费时费力。
这时候就可以借助MySQL的好伙伴Redis的能力。
Redis小哥可是单机支撑每秒几万的写入，并且可以做成集群，提高扩展能力的。
我们可以先将库存名额预加载到Redis，然后在Redis中进行扣减，扣减成功的再通过消息队列，传递到MySQL做真正的订单生成。
为什么要通过消息队列呢？
主要有两点好处，一个是这种投递的方式，可以让抢和购解耦。另一个是可以很方便地限频，不至于让MySQL过度承压。
我们说回Redis，如果请求量超过6W每秒，就要考虑使用多个Redis来分流。预计有100W请求量，我们就可以临时调度20个Redis实例来支持，一个5W/s，留点Buffer。
这种模式倒是不需要使用Redis Cluster那种一致性Hash的做法，直接前面接个Nginx，做负载均衡就可以了。
拒绝超卖
解决了高并发的问题，我们再来看看怎么防止超卖。
既然我们将库存名额加载到了Redis，那就需要精确计数。
我们抢购场景最核心的，有两个步骤：
第一步，判断库存名额是否充足；
第二步，减少库存名额，扣减成功就是抢到。
这里有一个问题要考虑，如果第一步判断的时候还有库存，但是由于是并发操作，实际调用的时候，可能已经没有库存了，这样就会造成超卖。
所以第一步和第二步都是需要原子操作的。
但是Redis没有直接提供这种场景原子化的操作。
遇事不要慌，仔细想一想，Redis是不是还有个特性，专门整合原子操作，对，就是它——Lua。
Redis➕Lua，可以说是专门为解决原子问题而生，在Lua脚本中调用Redis的多个命令，这些命令整体上会作为原子操作来进行。
尽量避免少卖
少卖什么情况会出现呢？
库存减少了，但用户订单没生成。
什么情况会这样呢？
在Redis操作成功，但是向Kafka发送消息失败，这种情况就会白白消耗Redis中的库存。
作为一个专业的程序员，只要知道问题是什么、怎么发生的，问题就解决了一半。说白了，我们只需要保证Redis库存+Kafka消耗的最终一致性。
但是一致性问题，一直是分布式场景的恶龙，要对付并不容易。
第一种，以最简单的方式，在投递Kafka失败的情况下，增加渐进式重试；
第二种，更安全一点，就是在第一种的基础上，将这条消息记录在磁盘上，慢慢重试；
第三种，写磁盘之前就可能失败，可以考虑走WAL路线，但是这样做下去说不定就做成MySQL的undo log，redo log这种WAL技术了，会相当复杂，没有必要。
针对少卖这种极端场景可接受的问题，一般选择第二种方式即可，毕竟是异常情况的小概率事件，真出问题了大不了人工介入。
打击黄牛
黄牛的恶劣影响，很多时候是被低估了。
不仅仅是侵害了正常用户的权益，同时由于黄牛善于使用脚本，很容易造成大量的恶意请求，让本就不富裕的服务器资源，雪上加霜。
通常来说，为了打击黄牛，最常见的方式是限购，一个用户最多只能抢到N份，这样可以大大保障正常用户的权益。
具体怎么做呢，为了性能，我们还是将限制逻辑加入到Redis中，所以我们的Lua脚本中，第一步查询库存，第二步扣减库存，需要优化为第一步查询库存，第二步查询用户已购买个数，第三步扣减库存，第四步记录用户购买数。
这里需要注意的是，如果使用Redis集群，那么Redis的一致性Hash Key，需要根据用户来分Key，不然用户数据会查询不到。
有了限购，我们可以保证货品不会被黄牛占据太多，那么还剩一个问题，黄牛大多是通过代码来抢购，点击速度比人点击快得多，这样就导致了竞争不公平。
作为追求极致的coder，我们希望还能更进一步，做到竞争公平。
怎么解决呢？某个用户请求接口次数过于频繁，一般说明是用脚本在跑，可以只针对该用户做限制。
针对IP做限制也是常见做的做法，但这样容易误杀，主要考虑到使用同一个网络的用户，可能都是一个出口IP。限制IP，会导致正常用户也受到影响。
更好用的方案是加上一个验证码验证。验证码符合91原则，90%的时间，都用在验证码输入上，所以使用脚本点击的影响会降到很低。
当然，我们要明白没有银弹，这种方式缺点在于降低了用户的体验感。
故事尾声
我：这样一来，我们的秒杀场景就基本OK啦！
女朋友：
我：怎么样，听懂了吗？
女朋友：嗯嗯！（心虚的用力点头）我们能去秒杀了吗？
我：那我来检验一下？
女朋友：我难道不是你的宝贝了吗？
我无奈地叹气：说吧，你这次又想抢什么东西？
回到现实
理想很美好，然而现实是。。。
牛牛心里苦，牛牛不敢说
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/6i00Qpv9lD6PcyAZQCJbyw
作者：牛牛玛特
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