seckill

基于springboot的商品秒杀系统

系统介绍

本系统是使用SpringBoot开发的高并发限时抢购秒杀系统，除了实现基本的登录、查看商品列表、秒杀、下单等功能，项目中还针对高并发情况实现了系统缓存、降级和限流。

开发工具

IntelliJ IDEA + Git + Chrome

压测工具

JMeter

开发技术

后端技术 ：SpringBoot + MyBatis + MySQL

中间件技术 : Redis + RabbitMQ + Guava

秒杀优化方向

1. 将请求尽量拦截在系统上游：传统秒杀系统之所以挂，请求都压倒了后端数据层，数据读写锁冲突严重，几乎所有请求都超时，流量虽大，下单成功的有效流量甚小，我们可以通过限流、降级等措施来最大化减少对数据库的访问，从而保护系统。

2. 充分利用缓存：秒杀商品是一个典型的读多写少的应用场景，充分利用缓存将大大提高并发量

实现技术点

1. session共享

验证用户账号密码都正确情况下，通过UUID生成唯一id作为token，再将token作为key、用户信息作为value模拟session存储到redis，同时将token存储到cookie，保存登录状态

好处： 在分布式集群情况下，服务器间需要同步，定时同步各个服务器的session信息，会因为延迟到导致session不一致，使用redis把session数据集中存储起来，解决session不一致问题。

2. 全局异常统一处理

通过拦截所有异常，对各种异常进行相应的处理，当遇到异常就逐层上抛，一直抛到最终由一个统一的、专门负责异常处理的地方处理，这有利于对异常的维护。

3. 页面缓存 + 对象缓存

1. 页面缓存：通过在手动渲染得到的html页面缓存到redis
2. 对象缓存：包括对用户信息、商品信息、订单信息和token等数据进行缓存，利用缓存来减少对数据库的访问，大大加快查询速度。

4. 页面静态化

对商品详情和订单详情进行页面静态化处理，页面是存在html，动态数据是通过接口从服务端获取，实现前后端分离，静态页面无需连接数据库打开速度较动态页面会有明显提高

5. 本地标记 + redis预处理 + RabbitMQ异步下单

描述：通过三级缓冲保护，1、本地标记 2、redis预处理 3、RabbitMQ异步下单，最后才会访问数据库，这样做是为了最大力度减少对数据库的访问。

实现：

1. 在秒杀阶段使用本地标记对是否有库存做标记，若没有库存则直接返回，有库存才查询redis，通过本地标记来减少对redis的访问
2. 抢购开始前，将商品和库存数据同步到redis中，所有的抢购操作都进行redis预处理，如果没有库存则返回，减少对数据库的访问。
3. 为了保护系统不受高流量的冲击而导致系统崩溃的问题，使用RabbitMQ用异步队列处理下单，实际做了一层缓冲保护，削峰

6. 解决超卖

描述：防止库存 < 0 时卖出商品或者同一用户重复秒杀同一商品

实现：

1. 对库存更新时，先对库存判断，只有当库存大于0才能更新库存
2. 实现乐观锁，给商品信息表增加一个version字段，为每一条数据加上版本。每次更新的时候version+1，并且更新时候带上版本号，当提交前版本号等于更新前版本号，说明此时没有被其他线程影响到，正常更新，如果冲突了则不会进行提交更新。当库存是足够的情况下发生乐观锁冲突就进行一定次数的重试。
3. 对用户id和商品id建立一个唯一索引，通过这种约束避免同一用户发同时两个请求秒杀到两件相同商品

7. 使用RateLimiter实现限流

描述：当我们去秒杀一些商品时，此时可能会因为访问量太大而导致系统崩溃，此时要使用限流来进行限制访问量，当达到限流阀值，后续请求会被降级；降级后的处理方案可以是：返回排队页面（高峰期访问太频繁，等一会重试）、错误页等。

实现：项目使用RateLimiter来实现限流，RateLimiter是guava提供的基于令牌桶算法的限流实现类，通过调整生成token的速率来限制用户频繁访问秒杀页面，从而达到防止超大流量冲垮系统。（令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌，而如果请求需要被处理，则需要先从桶里获取一个令牌，当桶里没有令牌可取时，则拒绝服务）

压测效果

优化前 ：开启1000个线程循环10次同时访问，QPS = 496 优化后：QPS = 2412

参考：https://coding.imooc.com/class/168.html