如何设计一个优秀的秒杀系统? (7)

这里我给出了一个图,其中用户访问商品时经过的路径有很多,我们主要是依赖前面的导购页面(包括首页、搜索页面、商品详情、购物车等)提前识别哪些商品的访问量高,通过这些系统中的中间件来收集热点数据,并记录到日志中。

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我们通过部署在每台机器上的 Agent 把日志汇总到聚合和分析集群中,然后把符合一定规则的热点数据,通过订阅分发系统再推送到相应的系统中。你可以是把热点数据填充到 Cache 中,或者直接推送到应用服务器的内存中,还可以对这些数据进行拦截,总之下游系统可以订阅这些数据,然后根据自己的需求决定如何处理这些数据。

打造热点发现系统时,我根据以往经验总结了几点注意事项

1、这个热点服务后台抓取热点数据日志最好采用异步方式,因为“异步”一方面便于保证通用性,另一方面又不影响业务系统和中间件产品的主流程。
2、热点服务发现和中间件自身的热点保护模块并存,每个中间件和应用还需要保护自己。热点服务台提供热点数据的收集和订阅服务,便于把各个系统的热点数据透明出来。
3、热点发现要做到接近实时(3s 内完成热点数据的发现),因为只有做到接近实时,动态发现才有意义,才能实时地对下游系统提供保护。

处理热点数据

处理热点数据通常有几种思路:一是优化,二是限制,三是隔离。
先来说说优化。优化热点数据最有效的办法就是缓存热点数据,如果热点数据做了动静分离,那么可以长期缓存静态数据。但是,缓存热点数据更多的是“临时”缓存,即不管是静态数据还是动态数据,都用一个队列短暂地缓存数秒钟,由于队列长度有限,可以采用 LRU 淘汰算法替换。

再来说说限制。限制更多的是一种保护机制,限制的办法也有很多,例如对被访问商品的 ID 做一致性 Hash,然后根据 Hash 做分桶,每个分桶设置一个处理队列,这样可以把热点商品限制在一个请求队列里,防止因某些热点商品占用太多的服务器资源,而使其他请求始终得不到服务器的处理资源。

最后介绍一下隔离。秒杀系统设计的第一个原则就是将这种热点数据隔离出来,不要让 1% 的请求影响到另外的 99%,隔离出来后也更方便对这 1% 的请求做针对性的优化。

具体到“秒杀”业务,我们可以在以下几个层次实现隔离。

业务隔离。把秒杀做成一种营销活动,卖家要参加秒杀这种营销活动需要单独报名,从技术上来说,卖家报名后对我们来说就有了已知热点,因此可以提前做好预热。
系统隔离。系统隔离更多的是运行时的隔离,可以通过分组部署的方式和另外 99% 分开。秒杀可以申请单独的域名,目的也是让请求落到不同的集群中。
数据隔离。秒杀所调用的数据大部分都是热点数据,比如会启用单独的 Cache 集群或者 MySQL 数据库来放热点数据,目的也是不想 0.01% 的数据有机会影响 99.99% 数据。

04 | 流量削峰这事应该怎么做? 为什么要削峰?

我们知道服务器的处理资源是恒定的,你用或者不用它的处理能力都是一样的,所以出现峰值的话,很容易导致忙到处理不过来,闲的时候却又没有什么要处理。但是由于要保证服务质量,我们的很多处理资源只能按照忙的时候来预估,而这会导致资源的一个浪费。

这就好比因为存在早高峰和晚高峰的问题,所以有了错峰限行的解决方案。削峰的存在,一是可以让服务端处理变得更加平稳,二是可以节省服务器的资源成本。针对秒杀这一场景,削峰从本质上来说就是更多地延缓用户请求的发出,以便减少和过滤掉一些无效请求,它遵从“请求数要尽量少”的原则。

今天,我就来介绍一下流量削峰的一些操作思路:排队、答题、分层过滤。这几种方式都是无损(即不会损失用户的发出请求)的实现方案,当然还有些有损的实现方案,包括我们后面要介绍的关于稳定性的一些办法,比如限流和机器负载保护等一些强制措施也能达到削峰保护的目的,当然这都是不得已的一些措施,因此就不归类到这里了

排队

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