高并发系统设计十五-消息队列：秒杀时如何处理每秒上万次的下单请求

1、场景分析

在项目中遇到一些存在高并发写请求的场景，例如秒杀抢购。

比如6.18，活动从0:00开始，仅限前 200 名，那秒杀即将开始时，后台会显示用户正在疯狂的刷新 APP

或者浏览器来保证自己能够尽早的看到商品

对于这种情况，你应该考虑什么呢？

• 当秒杀开始前，用户在不断的刷新页面，系统应该如何应对高并发的读请求呢？
• 在秒杀开始时，用户瞬间向系统请求生成订单，扣减库存，系统应该如何应对高并发的写请求呢？

1.1、系统应该如何应对高并发的读请求

• 使用缓存策略将请求挡在上层中的缓存中
• 能静态化的数据尽量做到静态化
• 加入限流（比如对短时间之内来自某一个用户，某一个IP、某个设备的重复请求做丢弃处理）

1.2、系统应该如何应对高并发的写请求

生成订单，扣减扣除，用户这些操作是不经过缓存直达数据库的。如果在 1 s 内，有 1 万个数据连接同时到达，系统的数据库会濒临崩溃。如何解决这个问题呢？我们可以使用 消息队列。

2、消息队列

消息队列的作用：

• 削去秒杀场景下的峰值写流量
• 通过异步处理简化秒杀请求中的业务流程
• 解耦，实现秒杀系统模块之间松耦合

2.1、削去秒杀场景下的峰值写流量

将秒杀请求暂存在消息队列中，然后业务服务器会响应用户“秒杀结果正在计算中”，释放了系统资源之后再处理其它用户的请求。

削峰填谷，削平短暂的流量高峰，虽说堆积会造成请求被短暂延迟处理，但是只要我们时刻监控消息队列中的堆积长度，在堆积量超过一定量时，增加队列处理机数量来提升消息的处理能力就好了，而且秒杀的用户对于短暂延迟知晓秒杀的结果也是有一定容忍度的。

秒杀商品有 1000 件，处理一次购买请求的时间是 500ms，那么总共就需要 500s 的时间。这时你部署 10 个队列处理程序，那么秒杀请求的处理时间就是 50s，也就是说用户需要等待 50s 才可以看到秒杀的结果，这是可以接受的。这时会并发 10 个请求到达数据库，并不会对数据库造成很大的压力。

2.2、通过异步处理简化秒杀请求中的业务流程

先处理主要的业务逻辑，采用异步处理次要的业务逻辑。

比如说，主要的流程是生成订单、扣减库存；次要的流程可能是我们在下单购买成功之后会给用户发放优惠券，会增加用户的积分。

假如发放优惠券的耗时是 500ms，增加用户积分的耗时也是 500ms，那么如果我们将发放优惠券、增加积分的操作放在另外一个队列处理机中执行，那么整个流程就缩短到了 400ms，性能提升了 20%，处理这 1000 件商品的时间就变成了 400s。如果我们还是希望能在 50s 之内看到秒杀结果的话，只需要部署 8 个队列程序就好了

2.3、解耦，实现秒杀系统模块之间松耦合

将秒杀数据同步给数据团队，有两种思路：

• 使用 HTTP 或者 RPC 的方式来同步调用，即提供一个接口，实时将数据推送给数据服务

  • 整体系统的耦合度较高，如果其中一个服务有问题，可能会导致另一个服务不可用
  • 数据服务需要的数据字段如果发生变化，秒杀服务需要同步修改

• 使用消息队列

  将数据全部发送给消息队列，然后数据服务订阅这个消息队列，接收到数据。

3、其他问题

引入消息队列的同时也会引入新的问题，需要新的方案来解决，这就是系统设计的挑战，也是系统设计独有的魅力，而我们也会在这些挑战中不断提升技术能力和系统设计能力。

• 同步流程和异步流程的边界在哪里？
• 消息是否会丢失，是否会重复？
• 请求的延迟如何能够减少？
• 消息接收的顺序是否会影响到业务流程的正常执行？
• 如果消息处理流程失败了之后是否需要补发？