初尝秒杀架构

秒杀这个东西虽然快被玩“烂”了，但如果仅仅是浏览网上的文章的话，并不能真正理解那些文章中说到的各种方案。例如都说要消息队列来削峰，那该如何做？就算知道如何做，那真正上手写的时候，情况真的那么简单么？所以，计算机这个玩意，尤其是软件工程，实践是非常非常非常重要的，理论背的再熟也不如上手尝试开发来的实在。

其实很久之前我就想做这个了，但一直没有太好的环境，因为之前做的那个项目有点“大”了，还用了各种组件（ES、Kafka，Redis等），单单启动就能让我电脑的内存占用达到90%，即使做了也没法测试。就在昨天，我重新开了一个小项目，仅仅写了一些简单的业务逻辑，对于“浅尝”秒杀这个场景来说足够了。

下面我会把我在实现的过程中所思考的和遇到的坑分享给大家。

下面的内容都假设大家心中已经了秒杀架构的理论知识，如果对秒杀架构的理论还不是太了解，建议先到网上搜索相关资料学习（这样的资料网上非常多）。

1 准备阶段

在做之前，得必须想明白整体架构，不求完美，只求至少合理，毕竟一个好的架构是迭代出来的而不是一开始就设计出来的。下面是项目的初步架构图：

i3F3B4.png

图画的比较丑（实在不太会画架构图），从图中看出架构比较简单，比最简单的MVC架构仅仅多了Redis和消息队列层而已。我大致描述一下整个流程：

1. 前端发送HTTP请求
2. 前端负载均衡器接受请求，将根据某种规则将请求转发到对应的机器上
3. 服务器收到一个请求，开始着手处理业务。
4. 首先先到Redis中查看Redis是否有库存的缓存，如果有，就取出来判断库存是否充足，否则就需要到数据库去查询，查询完毕后将其放入缓存中。
5. 如果缓存中的数据表示库存充足，就发送一条消息到消息队列里，并返回下单成功的消息给前端，如果库存不足，就直接返回下单失败给前端，不再发送消息到消息队列。
6. 此时消息接受者会收到消息，消息接受者会根据消息来生成订单，并存入数据库，完成本次下单。

2 开始编写业务逻辑

有了基本架构之后，写业务逻辑应该是一件非常简单的事了，为了简单，我仅仅写了三个实体类，User、Order、Product。分别代表用户，订单和商品，而且也仅仅包含了几个必要的字段。然后就是数据访问接口了，每个实体类对应一个接口，我项目中使用的是JPA这个框架，搭建起来非常简单。

还要编写对应的Controller，下面我只贴出OrderController的代码，其他的Controller都非常简单，玩过Spring的朋友应该都能快速解决：

@RestController
@RequestMapping("/orders")
public class OrderController {

    @Autowired
    private IOrderService orderService;

    private static final String CURRENT_USER = "CURRENT_USER";

    @PostMapping
    public ServerResponse createOrder(Long productId, HttpSession session) {
        if (session.getAttribute(CURRENT_USER) == null) {
            return ServerResponse.createByErrorMessage("请先登录");
        }
        User user = (User) session.getAttribute(CURRENT_USER);
        return orderService.createOrder(productId, user.getId());
    }
}

然后就是对应的业务处理orderService了：

@Service
public class OrderService implements IOrderService {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    private ProductRepository productRepository;

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Override
    @Transactional
    public ServerResponse createOrder(Long productId, Long userId) {
        //校验库存
        if (!checkStock(productId)) {
            return ServerResponse.createBySuccessMessage("同学，来晚了，东西都被其他人抢走了....");
        }
        //发送异步消息
        sendToQueue(productId, userId);
        
        //不用等待消息处理完毕，就可以直接返回下单成功了。
        return ServerResponse.createBySuccessMessage("下单成功！");
    }
    
    //发送消息的具体逻辑
    private void sendToQueue(Long productId, Long userId) {
        OrderInfo orderInfo = new OrderInfo();
        orderInfo.setProductId(productId);
        orderInfo.setUserId(userId);
        rabbitTemplate.convertAndSend(
                RabbitMQConfig.DEFAULT_DIRECT_EXCHANGE,
                RabbitMQConfig.ORDER_ROUTE_KEY,
                orderInfo);
    }

    //消息接受者
    @RabbitListener(queues = RabbitMQConfig.ORDER_QUEUE)
    private void orderReceiver(OrderInfo orderInfo) {
        addOrder(orderInfo.getProductId(), orderInfo.getUserId());
    }

    //校验库存的业务逻辑
    private boolean checkStock(Long productId) {
        //先尝试去缓存中取库存
        Long stock = (Long) redisTemplate.opsForHash().get("SK_ORDER", productId);
        //如果缓存中不存在该行缓存
        if (stock == null) {
            //就到数据库中取
            Product product = productRepository.findStockById(productId);
            //如果数据库中的库存小于等于0了，就直接返回false，表示库存不足
            if (product == null || product.getStock() <= 0)
                return false;
            //否则，将库存信息存入缓存
            redisTemplate.opsForHash().put("SK_ORDER", productId, product.getStock());
        } else if (stock <= 0){
            //如果存在缓存，就直接判断，如果小于等于0，就表明库存不足，返回false即可
            return false;
        }
        //走到这表示库存充足，返回true即可
        return true;
    }

    @Transactional
    public void addOrder(Long productId, Long userId) {
        //获取Product对象
        Product product = productRepository.findById(productId).orElse(null);
        if (product == null)
            return;
        //生成新的订单
        Order order = new Order();
        order.setUserId(userId);
        order.setStatus(OrderStatus.NO_PAY.getCode());
        order.setOrderNo(UUID.randomUUID().toString());
        //将库存减1
        product.setStock(product.getStock() - 1);
        //写回数据库
        productRepository.saveAndFlush(product);
        //新生成的订单存入数据库
        orderRepository.save(order);
        //还要记得更新缓存的值
        redisTemplate.opsForHash().put("SK_ORDER", productId, product.getStock());
    }
}

这个是核心的处理方法，基本上就是按照上面描述的流程编写的，注释写的也的比较清楚了，直接看注释吧，不再赘述。

因为写的太着急了，没认真好好写，一些变量的命名是有问题的，建议各位如果要自己尝试的话，最好认真一些，这样以后还能看懂自己的代码，哈哈。

3 测试一下

写完了代码之后肯定要测试一下（对自己的代码负责）。我使用的是JMetter这个测试工具，下图是线程组的配置：

i3kVKO.png

在单机上搞那么激进的配置，在使用消息队列之前，我想都不敢想，那时候开个300个线程，就各种连接失败了，错误率高达80%以上。这个配置是我先从小的200开始慢慢增加的，各位最好不要一开始就搞这样（弄不好就死机了），慢慢增加，让压力慢慢上去。

下图是测试的结果：

i3kuad.png

主要看看吞吐量，order这里是220/s，对于单机来说已经不算低了。

4 小结

秒杀这个场景虽然已经被玩“烂”了，但还是非常值得学习的。还是开头的那句话，不要只看理论而不上手实践，上手实践才能加深对理论的理解，而且实践之后的成就感也是不实践所没有的。本文描述的仅仅是总多秒杀架构方案的其中一种，其实还有很多种方案，例如用Redis而不是消息队列来做，或者采用服务熔断，服务降级结合消息队列来做.....，以后有机会再写吧。