一、設計思路

秒殺系統的特點就是并發量大，一秒鐘就可能幾千幾萬的請求進來了，如果不使點兒手段，系統分分鐘就垮了，下面就探討一下如何設計一個能打的秒殺系統，

1、限流

首先不考慮業務邏輯，假如有如下一個最簡單的介面：

@GetMapping("/test")
public String test() {
	return "success";
}

這是一個最簡單的沒有任何邏輯的介面，但是如果同時有成千上萬的請求去訪問這個介面，服務器一樣會崩掉，所以，高并發系統該做的第一件事就是限流，springcloud專案可以使用hystrix進行限流，springcloud alibaba可以使用sentinel進行限流，那么非springcloud專案呢？guava為我們提供了一個RateLimiter工具類，可以做限流，它主要有漏桶演算法和令牌桶演算法，

漏桶演算法：一個有洞洞的桶子在水龍頭下裝水，裝一點兒就漏一點兒，但是如果水龍頭的水很大，桶里的水遲早會溢位的，溢位就限流，這種適合做限制上傳下載速率一類的，
令牌桶演算法：以恒定的速率往桶中放入令牌，每次請求進來，要先從桶中拿令牌，如果沒有拿到令牌，請求就被擋掉，這種適合做限流，即限制QPS，

這里應該使用令牌桶演算法進行限流，如果沒拿到令牌，直接回傳“人太多了，擠不進去”的提示，

2、檢查用戶是否登錄

經過第一步的限流，進來的請求應該檢查用戶是否登錄，本專案使用JWT，即先請求登錄介面，登錄后回傳token，請求其他所有介面都在請求頭中帶上token，然后通過token就可以拿到用戶資訊，如果沒拿到用戶資訊，就回傳“無效的token，請重新登錄”的提示，

3、檢查商品是否賣完

通過了前兩步的校驗，就應該檢查一下商品是否賣完了，如果賣完了就回傳“來遲了，商品已秒殺完”的提示，注意，檢查商品是否賣完不能查資料庫，否則會很慢，我們可以搞個map，商品id作為key，如果賣完，值就設定為true，否則就是false，

4、將參加秒殺的商品加到redis中

首先搞個ISINREDIS的key，表示商品是否已經加到redis中了，避免每個請求進來都重復此操作，如果ISINREDIS值為false，表示redis中還沒有秒殺商品，那么就查詢出所有參加秒殺的商品，商品id作為key，商品庫存作為value，存到redis中，同時將商品id作為key，false作為value，放到第三步的map中，表示該商品沒有售完，最后將ISINREDIS的值設定為true，表示已經將所有參加秒殺的商品加到redis中了，

5、預扣庫存

利用redis的decr對商品進行自減，然后對自減后的結果進行判斷，如果自減后結果小于0，表示商品已經賣完了，那么就將map中對應的商品id的值設定為true，并且回傳“來遲了，商品已秒殺完”的提示，

6、判斷是否重復秒殺

如果用戶秒殺成功，在秒殺訂單入庫后，會將用戶id和商品id作為key，true作為value存入redis中，表示該用戶已經秒殺過該商品了，所以在這里就根據用戶id和商品id去redis中判斷是否重復秒殺，如果是，就回傳“請勿重復秒殺”的提示，

7、異步處理

如果以上校驗都通過了，那么就可以處理秒殺了，但是，如果處理每個秒殺請求我們都在資料庫進行扣庫存、創建訂單的操作，也是非常慢的，還有可能壓垮資料庫，所以我們可以異步處理，即通過了以上校驗，就將用戶id和商品id作為message發送到MQ中，然后立即給用戶回傳“排隊中”的提示，然后在MQ的消費者端對訊息進行消費，拿到用戶id和商品id，可以根據商品id查詢庫存，再次確保庫存充足；然后也可以再次判斷是否重復秒殺，通過了判斷后，就操作資料庫，扣減庫存，創建秒殺訂單，注意扣減庫存和創建秒殺訂單需要在同一個事務中，

8、超賣問題

超賣問題就是商品庫存出現負數的情況，比如庫存剩余1了，然后10個用戶同時秒殺，在判斷庫存的時候都是1，所以10個人都能下單成功，最后庫存為-9，如何解決？其實本系統中根本就不會出現這樣的問題，因為一開始用redis進行了庫存預減，而redis命令核心模塊是單執行緒的，所以可以保證不會超賣，如果沒有用到redis，也可以給該商品增加一個version欄位，每次扣減庫存前先查其version，扣減庫存的sql加上一個條件，就是version要等于剛才查出來的version，

二、核心代碼

@RestController
@RequestMapping("/seckill")
public class SeckillController {
	
	@Autowired
	private UserService userService;
	@Autowired
	private SeckillService seckillService;
	@Autowired
	private RabbitMqSender mqSender;
	
	// 用來標記商品是否已經加入到redis中的key
	private static final String ISINREDIS = "isInRedis";
	
	// 用goodsId作為key，標記該商品是否已經賣完
	private Map<Integer, Boolean> seckillOver = new HashMap<Integer, Boolean>();
	
	// 用RateLimiter做限流，create(10)，可以理解為QPS閾值為10
	private RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(10);
	
	@PostMapping("/{sgId}")
	public JsonResult<?> seckillGoods(@PathVariable("sgId") Integer sgId, HttpServletRequest httpServletRequest){
		
		// 1. 如果QPS閾值超過10，即1秒鐘內沒有拿到令牌，就回傳“人太多了，擠不進去”的提示
		if (!rateLimiter.tryAcquire(1, TimeUnit.SECONDS)) {
			return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.TRY_AGAIN.getCode(), SeckillGoodsEnum.TRY_AGAIN.getMessage());
		}
		
		// 2. 檢查用戶是否登錄（用戶登錄后，訪問每個介面都應該在請求頭帶上token，根據token再去拿user）
		String token = httpServletRequest.getHeader("token");
		String userId = JWT.decode(token).getAudience().get(0);
		User user = userService.findUserById(Integer.valueOf(userId));
		if (user == null) {
			return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.INVALID_TOKEN.getCode(), SeckillGoodsEnum.INVALID_TOKEN.getMessage());
		}
		
		// 3. 如果商品已經秒殺完了，就不執行下面的邏輯，直接回傳商品已秒殺完的提示
		if (!seckillOver.isEmpty() && seckillOver.get(sgId)) {
			return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.SECKILL_OVER.getCode(), SeckillGoodsEnum.SECKILL_OVER.getMessage());
		}
		
		// 4. 將所有參加秒殺的商品資訊加入到redis中
		if (!RedisUtil.isExist(ISINREDIS)) {
			List<SeckillGoods> goods = seckillService.getAllSeckillGoods();
			for (SeckillGoods seckillGoods : goods) {
				RedisUtil.set(String.valueOf(seckillGoods.getSgId()), seckillGoods.getSgSeckillNum());
				seckillOver.put(seckillGoods.getSgId(), false);
			}
			RedisUtil.set(ISINREDIS, true);
		}
		
		// 5. 先自減，預扣庫存，判斷預扣后庫存是否小于0，如果是，表示秒殺完了
		Long stock = RedisUtil.decr(String.valueOf(sgId));
		if (stock < 0) {
			// 標記該商品已經秒殺完
			seckillOver.put(sgId, true);
			return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.SECKILL_OVER.getCode(), SeckillGoodsEnum.SECKILL_OVER.getMessage());
		}
		
		// 6. 判斷是否重復秒殺（成功秒殺并創建訂單后，會將userId和goodsId作為key放到redis中）
		if (RedisUtil.isExist(userId + sgId)) {
			return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.REPEAT_SECKILL.getCode(), SeckillGoodsEnum.REPEAT_SECKILL.getMessage());
		}
		
		// 7. 以上校驗都通過了，就將當前請求加入到MQ中，然后回傳“排隊中”的提示
		String msg = userId + "," + sgId;
		mqSender.send(msg);
		return new JsonResult<>(SeckillGoodsEnum.LINE_UP.getCode(), SeckillGoodsEnum.LINE_UP.getMessage());
	}

}

三、壓測

用jmeter模擬并發請求，測驗高并發情況下系統能否扛得住，由于只有一個id為1的商品，所以商品id固定寫死1，但是每個用戶都要先請求登錄介面獲取到token才能進行秒殺請求，有點兒麻煩，所以可以先把jwt模塊注釋掉，把userId當成引數傳進去，jmeter配置如下圖：

四、總結

秒殺系統的核心就是限流，防止高流量沖垮系統；redis預減庫存，解決超賣問題；然后是異步下單，及時回傳提示給用戶，提升用戶體驗，同時也減輕資料庫的壓力，

原始碼地址：https://github.com/zsllsz/seckill.git

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