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设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意

摘要：秒杀是电子商务网站常见的一种营销手段，那么设计一个高可用的秒杀系统架构，需要关注哪几点？
本文分享自华为云社区《秒杀系统架构设计都有哪些关键点？》，作者：JavaEdge 。
0、目标
  • 秒杀重复排队
    重复排队：一个人抢购商品，若未支付，不准重复排队抢购
  • 超卖问题
    1个商品卖给多个人：1商品多订单
  • 秒杀订单支付
    秒杀支付：支付流程调整
  • 超时未支付订单，库存回滚
    1.RabbitMQ延时队列
    2.利用延时队列实现支付订单的监听，根据订单支付状况进行订单数据库回滚
1、防止重复排队 用户每次抢单时，一旦排队，设置个自增值，让该值的初始值为1。
每次进入抢单时，对其递增，若值>1，则表明已排队，为禁止重复排队，直接对外抛异常信息xxx表示已在排队。
1.1 后台排队记录
修改SeckillOrderServiceImpl#add方法，新增递增值判断是否已排队：
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//递增，判断是否排队 Long userQueueCount = redisTemplate.boundHashOps("UserQueueCount").increment(username, 1); if(userQueueCount>1){ // 有重复抢单 throw new RuntimeException(String.valueOf(StatusCode.REPERROR)); }

2、超卖问题 多人抢购同一商品时，多人同时判断是否有库存，若只剩一个，则都会判断有库存，此时会导致超卖，即一个商品被下了多个订单。
2.1 思路分析
设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意
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利用Redis list队列，给每件商品创建一个独立的商品个数队列，如：A商品有2个，A商品的ID为1001，则创建一个list，key=SeckillGoodsCountList_1001，往该队列中塞2次该商品ID。
每次给用户下单时，先从队列取数据：
  • 能取到数据
有库存
  • 取不到
无库存
这就防止了超卖。
操作Redis大部分都是先查出数据查，在内存中修改，然后存入Redis。高并发下就有数据错乱问题，为控制数量准确，单独将商品数量整个自增键，自增键是线程安全的，无需担心并发问题。
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2.2 代码
每次将商品压入Redis时，创建一个商品队列。
修改SeckillGoodsPushTask，添加一个pushIds方法，用于将指定商品ID放入到指定数字：
/*** * 将商品ID存入到数组中 * @param len:长度 * @param id :值 * @return */ public Long[] pushIds(int len,Long id){ Long[] ids = new Long[len]; for (int i = 0; i
SeckillGoodsPushTask#loadGoodsPushRedis，添加队列操作：
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2.3 防止超卖
修改多线程下单方法，分别修改数量控制，以及售罄后用户抢单排队信息的清理：
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3、订单支付 设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意
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完成秒杀下订单后，进入支付页面，此时前端会每3s向后台发送一次请求，判断当前用户订单是否完成支付：
若完成支付，则清理排队信息，并修改订单状态。
3.1 创建支付二维码
下单成功后，会跳转到支付选择页面，在支付选择页面要显示订单编号和订单金额，所以我们需要在下单的时候，将订单金额以及订单编号信息存储到用户查询对象。
选择微信支付后，会跳转到微信支付页面，微信支付页面会根据用户名查看用户秒杀订单，并根据用户秒杀订单的ID创建预支付信息并获取二维码信息，展示给用户看，此时页面每3秒查询一次支付状态，如果支付成功，需要修改订单状态信息。
3.1.1 回显订单号、金额
下单后，进入支付选择页面，需显示订单号和订单金额，所以需要在用户下单后将该数据传入到pay.html页面，所以查询订单状态时，需要将订单号和金额封装到查询的信息中，修改查询订单装的方法加入他们。
修改SeckillOrderController#queryStatus：
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测试：
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3.1.2 创建二维码
用户创建二维码，可以先查询用户的秒杀订单抢单信息，然后再发送请求到支付微服务中创建二维码，将订单编号以及订单对应的金额传递到支付微服务:/weixin/pay/create/native。
使用Postman测试效果如下：
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3.2 支付流程分析
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  1. 用户抢单，经过秒杀系统实现抢单，下单后会将向MQ发送一个延时消息，包含抢单信息
  2. 秒杀系统同时启用延时消息监听，一旦监听到订单抢单信息，判断Redis缓存中是否存在订单信息，若存在，则回滚
  3. 秒杀系统启动监听支付回调信息。若支付完成，则将订单持久化到MySQL，如果没完成，清理排队信息，回滚库存
  4. 每次秒杀下单后调用支付系统，创建二维码。若用户支付成功，微信系统会将支付信息发给支付系统指定的回调地址，支付系统收到信息后，将信息发给MQ，第3个步骤就能监听到消息。
3.3 支付回调更新
支付回调这一块代码已经实现了，但之前实现的是订单信息的回调数据发送给MQ，指定了对应队列，不过现在需要实现的是秒杀信息发送给指定队列，所以之前的代码那块需要动态指定队列。
3.3.1 支付回调队列指定
  1. 创建支付二维码需要指定队列
  2. 回调地址回调时，获取支付二维码指定的队列，将支付信息发到指定队列
在微信支付统一下单API中，有个附加参数：
attach:附加数据,String(127)，在查询API和支付通知中原样返回，可作为自定义参数使用。

可在创建二维码时，设置该参数以指定回调支付信息的对应队列，每次回调时，会获取该参数，然后将回调信息发到该参数对应的队列。
3.3.1.1 改造支付方法
修改支付微服务的WeixinPayController#createNative：
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修改支付微服务的WeixinPayService#createNative：
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修改支付微服务的WeixinPayServiceImpl#createNative：
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创建二维码时，传递如下参数
  • username，用户名
可根据用户名，查询用户排队信息
  • outtradeno商户订单号
下单必需
  • money，支付金额
支付必需
  • queue，队列名字
回调时，可知将支付信息发送到哪个队列
修改WeixinPayApplication，添加对应队列以及对应交换机绑定，代码如下：
@SpringBootApplication @EnableEurekaClient @EnableFeignClients public class WeixinPayApplication {public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(WeixinPayApplication.class,args); }@Autowired private Environment env; // 创建DirectExchange交换机 @Bean public DirectExchange basicExchange(){ return new DirectExchange(env.getProperty("mq.pay.exchange.order"), true,false); }// 创建队列 @Bean(name = "queueOrder") public Queue queueOrder(){ return new Queue(env.getProperty("mq.pay.queue.order"), true); }// 创建秒杀队列 @Bean(name = "queueSeckillOrder") public Queue queueSeckillOrder(){ return new Queue(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillorder"), true); }// 队列绑定到交换机上 @Bean public Binding basicBindingOrder(){ return BindingBuilder .bind(queueOrder()) .to(basicExchange()) .with(env.getProperty("mq.pay.routing.orderkey")); }// 队列绑定到交换机 @Bean public Binding basicBindingSeckillOrder(){ return BindingBuilder .bind(queueSeckillOrder()) .to(basicExchange()) .with(env.getProperty("mq.pay.routing.seckillorderkey")); } }

修改application.yml，添加如下配置
#位置支付交换机和队列 mq: pay: exchange: order: exchange.order seckillorder: exchange.seckillorder queue: order: queue.order seckillorder: queue.seckillorder routing: key: queue.order seckillkey: queue.seckillorder

3.3.1.2 测试
创建二维码测试
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以后每次支付，都需要带上对应的参数，包括前面的订单支付。
3.3.1.3 改造支付回调方法
修改WeixinPayController#notifyUrl，获取自定义参数，并转成Map，获取queue地址，并将支付信息发送到绑定的queue：
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3.3.2 支付状态监听
支付状态通过回调地址发给MQ后，需要在秒杀系统中监听支付信息：
  • 支付成功，修改用户订单状态
  • 支付失败，删除订单，回滚库存。
SeckillOrderPayMessageListener监听消息：
@Component @RabbitListener(queues = "${mq.pay.queue.seckillorder}") public class SeckillOrderPayMessageListener {// 监听消费消息 @RabbitHandler public void consumeMessage(@Payload String message) { System.out.println(message); // 将消息转换成Map对象 Map resultMap = JSON.parseObject(message,Map.class); System.out.println("监听到的消息:"+resultMap); } }

修改SeckillApplication创建对应的队列以及绑定对应交换机。
@SpringBootApplication @EnableEurekaClient @EnableFeignClients @MapperScan(basePackages = {"com.changgou.seckill.dao"}) @EnableScheduling @EnableAsync public class SeckillApplication { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(SeckillApplication.class,args); }@Bean public IdWorker idWorker(){ return new IdWorker(1,1); }@Autowired private Environment env; /*** * 创建DirectExchange交换机 * @return */ @Bean public DirectExchange basicExchange(){ return new DirectExchange(env.getProperty("mq.pay.exchange.order"), true,false); }/*** * 创建队列 * @return */ @Bean(name = "queueOrder") public Queue queueOrder(){ return new Queue(env.getProperty("mq.pay.queue.order"), true); }/*** * 创建秒杀队列 * @return */ @Bean(name = "queueSeckillOrder") public Queue queueSeckillOrder(){ return new Queue(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillorder"), true); }/**** * 队列绑定到交换机上 * @return */ @Bean public Binding basicBindingOrder(){ return BindingBuilder .bind(queueOrder()) .to(basicExchange()) .with(env.getProperty("mq.pay.routing.orderkey")); } /**** * 队列绑定到交换机上 * @return */ @Bean public Binding basicBindingSeckillOrder(){ return BindingBuilder .bind(queueSeckillOrder()) .to(basicExchange()) .with(env.getProperty("mq.pay.routing.seckillorderkey")); } }

添加配置：
#位置支付交换机和队列 mq: pay: exchange: order: exchange.order seckillorder: exchange.seckillorder queue: order: queue.order seckillorder: queue.seckillorder routing: key: queue.order seckillkey: queue.seckillorder

3.3.3 修改订单状态
监听到支付信息后，根据支付信息判断，如果用户支付成功，则修改订单信息，并将订单入库，删除用户排队信息，如果用户支付失败，则删除订单信息，回滚库存，删除用户排队信息。
3.3.3.1 业务层
修改SeckillOrderService，添加修改订单方法：
/*** * 更新订单状态 */ @Override public void updatePayStatus(String out_trade_no, String transaction_id,String username) { //订单数据从Redis数据库查询出来 SeckillOrder seckillOrder = (SeckillOrder) redisTemplate.boundHashOps("SeckillOrder").get(username); //修改状态 seckillOrder.setStatus("1"); //支付时间 seckillOrder.setPayTime(new Date()); //同步到MySQL中 seckillOrderMapper.insertSelective(seckillOrder); //清空Redis缓存 redisTemplate.boundHashOps("SeckillOrder").delete(username); //清空用户排队数据 redisTemplate.boundHashOps("UserQueueCount").delete(username); //删除抢购状态信息 redisTemplate.boundHashOps("UserQueueStatus").delete(username); }

3.3.3.2 修改订单对接
修改微信支付状态监听的代码，当用户支付成功后，修改订单状态：
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3.3.4 删除订单回滚库存
如果用户支付失败，我们需要删除用户订单数据，并回滚库存。关闭订单：
/*** * 关闭订单，回滚库存 */ @Override public void closeOrder(String username) { //将消息转换成SeckillStatus SeckillStatus seckillStatus = (SeckillStatus) redisTemplate.boundHashOps("UserQueueStatus").get(username); //获取Redis中订单信息 SeckillOrder seckillOrder = (SeckillOrder) redisTemplate.boundHashOps("SeckillOrder").get(username); //如果Redis中有订单信息，说明用户未支付 if(seckillStatus!=null && seckillOrder!=null){ //删除订单 redisTemplate.boundHashOps("SeckillOrder").delete(username); //回滚库存 //1)从Redis中获取该商品 SeckillGoods seckillGoods = (SeckillGoods) redisTemplate.boundHashOps("SeckillGoods_"+seckillStatus.getTime()).get(seckillStatus.getGoodsId()); //2)如果Redis中没有，则从数据库中加载 if(seckillGoods==null){ seckillGoods = seckillGoodsMapper.selectByPrimaryKey(seckillStatus.getGoodsId()); }//3)数量+1(递增数量+1，队列数量+1) Long surplusCount = redisTemplate.boundHashOps("SeckillGoodsCount").increment(seckillStatus.getGoodsId(), 1); seckillGoods.setStockCount(surplusCount.intValue()); redisTemplate.boundListOps("SeckillGoodsCountList_" + seckillStatus.getGoodsId()).leftPush(seckillStatus.getGoodsId()); //4)数据同步到Redis中 redisTemplate.boundHashOps("SeckillGoods_"+seckillStatus.getTime()).put(seckillStatus.getGoodsId(),seckillGoods); //清理排队标示 redisTemplate.boundHashOps("UserQueueCount").delete(seckillStatus.getUsername()); //清理抢单标示 redisTemplate.boundHashOps("UserQueueStatus").delete(seckillStatus.getUsername()); } }

3.3.4.1 调用删除订单
SeckillOrderPayMessageListener，在用户支付失败后调用关闭订单：
//支付失败,删除订单 seckillOrderService.closeOrder(attachMap.get("username"));

支付微服务
server: port: 9022 spring: application: name: pay main: allow-bean-definition-overriding: true rabbitmq: host: 127.0.0.1 #mq的服务器地址 username: guest #账号 password: guest #密码 eureka: client: service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:6868/eureka instance: prefer-ip-address: true feign: hystrix: enabled: true #hystrix 配置 hystrix: command: default: execution: timeout: #如果enabled设置为false，则请求超时交给ribbon控制 enabled: true isolation: strategy: SEMAPHORE#微信支付信息配置 weixin: appid: wx8397f8696b538317 partner: 1473426802 partnerkey: T6m9iK73b0kn9g5v426MKfHQH7X8rKwb notifyurl: http://2cw4969042.wicp.vip:36446/weixin/pay/notify/url#位置支付交换机和队列 mq: pay: exchange: order: exchange.order queue: order: queue.order seckillorder: queue.seckillorder routing: orderkey: queue.order seckillorderkey: queue.seckillorder

秒杀微服务配置
server: port: 18084 spring: application: name: seckill datasource: driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/changgou_seckill?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=UTC username: root password: itcast rabbitmq: host: 127.0.0.1 #mq的服务器地址 username: guest #账号 password: guest #密码 main: allow-bean-definition-overriding: true eureka: client: service-url: defaultZone: http://127.0.0.1:6868/eureka instance: prefer-ip-address: true feign: hystrix: enabled: true mybatis: configuration: map-underscore-to-camel-case: true mapper-locations: classpath:mapper/*Mapper.xml type-aliases-package: com.changgou.seckill.pojo#hystrix 配置 hystrix: command: default: execution: timeout: #如果enabled设置为false，则请求超时交给ribbon控制 enabled: true isolation: thread: timeoutInMilliseconds: 10000 strategy: SEMAPHORE #位置支付交换机和队列 mq: pay: exchange: order: exchange.order queue: order: queue.order seckillorder: queue.seckillorder routing: orderkey: queue.order seckillorderkey: queue.seckillorder

4、库存回滚 4.1 秒杀流程回顾
设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意
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1.用户抢单，经过秒杀系统实现抢单，下单后会将向MQ发送一个延时队列消息，包含抢单信息，延时半小时后才能监听到
2.秒杀系统同时启用延时消息监听，一旦监听到订单抢单信息，判断Redis缓存中是否存在订单信息，如果存在，则回滚
3.秒杀系统还启动支付回调信息监听，如果支付完成，则将订单吃句话到MySQL，如果没完成，清理排队信息回滚库存
4.每次秒杀下单后调用支付系统，创建二维码，如果用户支付成功了，微信系统会将支付信息发送给支付系统指定的回调地址，支付系统收到信息后，将信息发送给MQ，第3个步骤就可以监听到消息了。
延时队列实现订单关闭回滚库存：
1.创建一个过期队列Queue1 2.接收消息的队列Queue2 3.中转交换机 4.监听Queue2 1)SeckillStatus->检查Redis中是否有订单信息 2)如果有订单信息，调用删除订单回滚库存->[需要先关闭微信支付] 3)如果关闭订单时，用于已支付，修改订单状态即可 4)如果关闭订单时，发生了别的错误，记录日志，人工处理

4.2 关闭支付
用户如果半个小时没有支付，我们会关闭支付订单，但在关闭之前，需要先关闭微信支付，防止中途用户支付。
修改支付微服务的WeixinPayService，添加关闭支付方法，代码如下：
/*** * 关闭支付 * @param orderId * @return */ Map closePay(Long orderId) throws Exception;

修改WeixinPayServiceImpl，实现关闭微信支付方法，代码如下：
/*** * 关闭微信支付 * @param orderId * @return * @throws Exception */ @Override public Map closePay(Long orderId) throws Exception { //参数设置 Map paramMap = new HashMap(); paramMap.put("appid",appid); //应用ID paramMap.put("mch_id",partner); //商户编号 paramMap.put("nonce_str",WXPayUtil.generateNonceStr()); //随机字符 paramMap.put("out_trade_no",String.valueOf(orderId)); //商家的唯一编号//将Map数据转成XML字符 String xmlParam = WXPayUtil.generateSignedXml(paramMap,partnerkey); //确定url String url = "https://api.mch.weixin.qq.com/pay/closeorder"; //发送请求 HttpClient httpClient = new HttpClient(url); //https httpClient.setHttps(true); //提交参数 httpClient.setXmlParam(xmlParam); //提交 httpClient.post(); //获取返回数据 String content = httpClient.getContent(); //将返回数据解析成Map returnWXPayUtil.xmlToMap(content); }

4.3 关闭订单回滚库存
4.3.1 配置延时队列
在application.yml文件中引入队列信息配置，如下：
#位置支付交换机和队列 mq: pay: exchange: order: exchange.order queue: order: queue.order seckillorder: queue.seckillorder seckillordertimer: queue.seckillordertimer seckillordertimerdelay: queue.seckillordertimerdelay routing: orderkey: queue.order seckillorderkey: queue.seckillorder

配置队列与交换机,在SeckillApplication中添加如下方法
/** * 到期数据队列 * @return */ @Bean public Queue seckillOrderTimerQueue() { return new Queue(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillordertimer"), true); }/** * 超时数据队列 * @return */ @Bean public Queue delaySeckillOrderTimerQueue() { return QueueBuilder.durable(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillordertimerdelay")) .withArgument("x-dead-letter-exchange", env.getProperty("mq.pay.exchange.order"))// 消息超时进入死信队列，绑定死信队列交换机 .withArgument("x-dead-letter-routing-key", env.getProperty("mq.pay.queue.seckillordertimer"))// 绑定指定的routing-key .build(); }/*** * 交换机与队列绑定 * @return */ @Bean public Binding basicBinding() { return BindingBuilder.bind(seckillOrderTimerQueue()) .to(basicExchange()) .with(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillordertimer")); }

4.3.2 发送延时消息
修改MultiThreadingCreateOrder，添加如下方法：
/*** * 发送延时消息到RabbitMQ中 * @param seckillStatus */ public void sendTimerMessage(SeckillStatus seckillStatus){ rabbitTemplate.convertAndSend(env.getProperty("mq.pay.queue.seckillordertimerdelay"), (Object) JSON.toJSONString(seckillStatus), new MessagePostProcessor() { @Override public Message postProcessMessage(Message message) throws AmqpException { message.getMessageProperties().setExpiration("10000"); return message; } }); }

在createOrder方法中调用上面方法，如下代码：
//发送延时消息到MQ中 sendTimerMessage(seckillStatus);

4.3.3 库存回滚
创建SeckillOrderDelayMessageListener实现监听消息，并回滚库存，代码如下：
@Component @RabbitListener(queues = "${mq.pay.queue.seckillordertimer}") public class SeckillOrderDelayMessageListener {@Autowired private RedisTemplate redisTemplate; @Autowired private SeckillOrderService seckillOrderService; @Autowired private WeixinPayFeign weixinPayFeign; /*** * 读取消息 * 判断Redis中是否存在对应的订单 * 如果存在，则关闭支付，再关闭订单 * @param message */ @RabbitHandler public void consumeMessage(@Payload String message){ //读取消息 SeckillStatus seckillStatus = JSON.parseObject(message,SeckillStatus.class); //获取Redis中订单信息 String username = seckillStatus.getUsername(); SeckillOrder seckillOrder = (SeckillOrder) redisTemplate.boundHashOps("SeckillOrder").get(username); //如果Redis中有订单信息，说明用户未支付 if(seckillOrder!=null){ System.out.println("准备回滚---"+seckillStatus); //关闭支付 Result closeResult = weixinPayFeign.closePay(seckillStatus.getOrderId()); Map closeMap = (Map) closeResult.getData(); if(closeMap!=null && closeMap.get("return_code").equalsIgnoreCase("success") && closeMap.get("result_code").equalsIgnoreCase("success") ){ //关闭订单 seckillOrderService.closeOrder(username); } } } }


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