设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意 _设计

临文乍了了，彻卷兀若无。这篇文章主要讲述设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意相关的知识，希望能为你提供帮助。

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：

//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【设计秒杀系统架构，这4个关键点要注意】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

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。

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 < ids.length ; i++)
ids[i]=id;

return ids;

SeckillGoodsPushTask#loadGoodsPushRedis，添加队列操作：

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：

3、订单支付
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：

测试：

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：

3.2 支付流程分析

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
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
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
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

创建支付二维码需要指定队列
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：

修改支付微服务的WeixinPayService#createNative：

修改支付微服务的WeixinPayServiceImpl#createNative：

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

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：

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< String,String> 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：

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

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< String,String> 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< String, String> closePay(Long orderId) throws Exception
//参数设置
Map< String,String> paramMap = new HashMap< String,String> ();
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< String,String> closeMap = (Map< String, String> ) closeResult.getData();

if(closeMap!=null & & closeMap.get("return_code").equalsIgnoreCase("success") & &
closeMap.get("result_code").equalsIgnoreCase("success") )
//关闭订单
seckillOrderService.closeOrder(username);