站在技术角度告诉你：秒杀系统，到底难在哪里？

作者| 慕课网精英讲师 架构师颜群

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在秒杀活动期间，海量的请求会依次涌向系统的前台、后台服务器和数据库服务器，三者都会面临巨大的性能挑战，接下来进行具体的分析。

1 前台

在秒杀系统中，前台主要面对的问题是“静态资源”和“未处理的海量请求”。

• 静态资源

• 秒杀活动的目的是促销。为了控制成本，大型秒杀活动的频次是很低的，有的商家可能一年只搞一两次。因此，为了一次备受瞩目的秒杀，商家都会做好充分的准备：认真准备文案、精心设计高清图片、给商品拍摄视频短片……然而，这些图片、视频等静态资源却给系统带来了存储的负担。在秒杀期间，这些静态资源会被大量的用户访问，从而会导致网络带宽出现瓶颈，因此还需要考虑网络带宽的负载能力。

• 如何存储秒杀活动时的大量静态资源？如何解决静态资源造成的网络宽带问题？

• 未处理的海量请求

• 前台是整个秒杀系统第一次直面海量请求的部位。因此，前台遇到的请求数是“原汁原味”的，是没有经过任何处理的。并且在全部的用户请求中，除了正常的请求以外，还可能存在各种无效或非法请求，举例如下：

• 可见在整个秒杀活动期间，实际的请求数量要远远大于潜在的用户数量。前台页面就是整个秒杀系统承受流量的第一道防线。

  • 用户在等待秒杀开始的前几秒，可能会反复刷新页面；

  • 抢单机器人甚至会进行毫秒级的轮询抢单。

如何在前台限流，尽力守卫后台服务器和数据库服务器？

说明：本段文字以及本节的后续内容，在描述时使用了很多的疑问句，例如：“如何存储秒杀活动时的大量静态资源？”。这些提问是为了让大家先思考秒杀系统面临的技术挑战，相关问题的答案会在本专栏的后续为大家介绍。

2 后台服务器

即使在前台进行了限流，也仍然会有大量合法请求涌到后台服务器。因此，后台服务器就需要解决高并发造成的各种问题，举例如下。

• 数据的准确性。例如超卖问题、并发一致性问题等。

  • 超卖问题。即如何避免“用户成功下单的数量 > 秒杀商品的库存数量”？在处理超卖时，还要考虑一些不良的恶意行为。例如，如果竞争对手故意将商品抢到手但却不付款，该如何处理？

  • 并发环境下的一致性问题。如果使用了缓存，如何保证缓存的一致性？如果使用了分布式，如何保证分布式事务的一致性？

• 数据的时效性。

• 除了要在并发环境下保证数据的准确性以外，秒杀系统还要控制数据的时效性。例如，用户在下单后，系统务必要在几秒内返回结果，保证用户体验。

• 系统的可用性。

• 为了防止单节点故障，保证系统的高可用性，就需要将秒杀系统部署在由多个节点组成的集群上。集群如何搭建？应该依据什么将海量请求分流到集群中的不同节点上？在机房部署集群时，应该如何具体划分？

• 系统的稳定性。

• 除了高可用以外，我们也应当尽力提高集群中各个节点的性能。高并发会导致部分节点的性能下降，甚至造成某些节点的崩溃。我们如何在有限的硬件条件下，提高单节点的性能，从而提高整个集群系统的稳定性？

• 提示：以上描述的“系统的可用性”是指搭建集群，“系统的稳定性”是指提高集群中每个节点的性能。

作为系统的设计者，我们还应当思考：即使我们尽力准备了一切，但如果秒杀服务在极端情况下仍然无法满足海量请求的冲击，是否会对电商平台中物流、客服等其它服务造成影响？即，秒杀服务只是整个电商系统中的一个子系统，我们应该在为秒杀服务做好充足准备的同时，再为整个系统留一条退路。

高并发问题一直是后端开发的难点之一，而秒杀又是高并发的极致体现。因此，秒杀系统的后端设计，也是后端开发者的最大挑战之一。

3 数据库服务器

数据库作为整个系统的存储末端，是系统的最后一块阵地。前台没了，可以重写；后台没了，可以重造。但如果数据库垮了，数据就彻底没了（暂不考虑数据恢复技术）。你能想象银行数据库垮掉带来的后果吗？

在秒杀等高并发问题中，数据库面对的核心问题是“并发量”、“并发访问”和“存储容量”。

• 并发量

• 对于一般的单节点关系型数据库来说，仅仅能够稳定的支撑千位数的并发量。因此在高并发环境中，往往最先遇到并发瓶颈的就是数据库。简言之，数据库是整个系统最重要的一环，但同时又是并发能力较弱的一层。

• 并发数

• 当海量请求经过了前台和后台的重重拦截抵达数据库时，必然会产生并发问题。那么，应该如何既避免并发带来的问题，又能高效进行数据存储呢？

• 存储容量

• 一个关系型数据库的存储容量有限。对于大型电商平台而言，是无法将全部的数据保存到同一个数据库中的。那么，数据应该如何存储？存储后，如何保证数据库的高可用？

小结

我们分析了秒杀活动给电商系统带来的巨大挑战。系统的前台，一方面会承受秒杀带来的全部流量冲击，另一方面需要对这些原始流量进行过滤，为后台和数据库减压。前台过滤后的流量会抵达后台服务器，后台作为整个系统的逻辑处理核心，既要保证请求数据的准确性、时效性，也要顾及系统的可用性和稳定性。通过后台处理的流量最终会冲向数据库，数据库要在自身并发数和存储容量都较低的情况下，御敌高并发量的冲击。

综上，秒杀系统的设计贯穿了前台、后台和数据库等各个层面设计，并且对每个层面都拥有极限的考验。因此，对秒杀系统的设计也一直都是考验全栈开发者的一块验金石。

通过此次学习，我们了解了秒杀活动给系统各个层面带来的技术挑战，同时也积攒了很多问题。如果把这些问题都搞清楚了，设计一个秒杀系统就会变得像顺水推舟一样简单。

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