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halegreen committed May 22, 2018
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# 分布式秒杀系统
[原项目地址](https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seckill)
[原项目博客](https://blog.52itstyle.com/archives/2853/)

## 开发环境

JDK1.7、Maven、Mysql、Eclipse、SpringBoot1.5.10、zookeeper3.4.6、kafka_2.11、redis-2.8.4、curator-2.10.0


#### 项目介绍

SpringBoot开发案例从0到1构建分布式秒杀系统,项目案例基本成型,逐步完善中。


## 秒杀场景

秒杀场景无非就是多个用户在同时抢购一件或者多件商品,专用词汇就是所谓的高并发。


## 业务特点

- 瞬间高并发、电脑旁边的小哥哥、小姐姐们如超市哄抢的大妈一般,疯狂的点着鼠标
- 库存少、便宜、稀缺限量,值得大家去抢购,如苹果肾,小米粉


## 用户规模

用户规模可大可小,几百或者上千人的活动单体架构足以可以应付,简单的加锁、进程内队列就可以轻松搞定。一旦上升到百万、千万级别的规模就要考虑分布式集群来应对瞬时高并发。

## 秒杀架构

![输入图片说明](https://gitee.com/uploads/images/2018/0515/184617_c7e13059_87650.png "秒杀架构.png")

#### 架构层级

- 一般商家在做活动的时候,经常会遇到各种不怀好意的DDOS攻击(利用无辜的吃瓜群众夺取资源),导致真正的我们无法获得服务!所以说高防IP还是很有必要的。

- 搞活动就意味着人多,接入SLB,对多台云服务器进行流量分发,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。

- 基于SLB价格以及灵活性考虑后面我们接入Nginx做限流分发,来保障后端服务的正常运行。

- 后端秒杀业务逻辑,基于Redis 或者 Zookeeper 分布式锁,Kafka 或者 Redis 做消息队列,DRDS数据库中间件实现数据的读写分离。

#### 优化思路

- 分流、分流、分流,重要的事情说三遍,再牛逼的机器也抵挡不住高级别的并发。

- 限流、限流、限流,毕竟秒杀商品有限,防刷的前提下没有绝对的公平,根据每个服务的负载能力,设定流量极限。

- 缓存、缓存、缓存、尽量不要让大量请求穿透到DB层,活动开始前商品信息可以推送至分布式缓存。

- 异步、异步、异步,分析并识别出可以异步处理的逻辑,比如日志,缩短系统响应时间。

- 主备、主备、主备,如果有条件做好主备容灾方案也是非常有必要的(参考某年锤子的活动被攻击)。

- 最后,为了支撑更高的并发,追求更好的性能,可以对服务器的部署模型进行优化,部分请求走正常的秒杀流程,部分请求直接返回秒杀失败,缺点是开发部署时需要维护两套逻辑。

#### 分层优化

- 前端优化:活动开始前生成静态商品页面推送缓存和CDN,静态文件(JS/CSS)请求推送至文件服务器和CDN。
- 网络优化:如果是全国用户,最好是BGP多线机房,减少网络延迟。
- 应用服务优化:Nginx最佳配置、Tomcat连接池优化、数据库配置优化、数据库连接池优化。

## 全链路压测

- 分析需压测业务场景涉及系统
- 协调各个压测系统资源并搭建压测环境
- 压测数据隔离以及监控(响应时间、吞吐量、错误率等数据以图表形式实时显示)
- 压测结果统计(平均响应时间、平均吞吐量等数据以图表形式在测试结束后显示)
- 优化单个系统性能、关联流程以及整个业务流程

整个压测优化过程就是一个不断优化不断改进的过程,事先通过测试不断发现问题,优化系统,避免问题,指定应急方案,才能让系统的稳定性和性能都得到质的提升。

## 代码案例

可能秒杀架构原理大家都懂,网上也有不少实现方式,但大多都是文字的描述,告诉你如何如何,什么加锁、缓存、队列之类。但很少全面有的案例告诉你如何去做,既然是从0到1,希望以下代码案例可以帮助到你。当然最终落实到生产,还有很长的路要走,要根据自己的业务进行编码,实施并部署。

你将会在代码案例中学到以下知识:
- 如何大家SpringBoot微服务
- ThreadPoolExecutor线程池的使用
- ReentrantLock和Synchronized的使用场景
- 数据库锁机制(悲观锁、乐观锁)
- 分布式锁(RedissLock、Zookeeper)
- 进程内消息队列(LinkedBlockingQueue、ArrayBlockingQueue、ConcurrentLinkedQueue)
- 分布式消息队列(Redis、Kafka)
- AOP实现切面锁

#### 代码结构:
```
├─src
│ ├─main
│ │ ├─java
│ │ │ └─com
│ │ │ └─itstyle
│ │ │ └─seckill
│ │ │ │ Application.java
│ │ │ │
│ │ │ ├─common
│ │ │ │ ├─api
│ │ │ │ │ SwaggerConfig.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─config
│ │ │ │ │ IndexController.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─dynamicquery
│ │ │ │ │ DynamicQuery.java
│ │ │ │ │ DynamicQueryImpl.java
│ │ │ │ │ NativeQueryResultEntity.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─entity
│ │ │ │ │ Result.java
│ │ │ │ │ Seckill.java
│ │ │ │ │ SuccessKilled.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─enums
│ │ │ │ │ SeckillStatEnum.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─interceptor
│ │ │ │ │ MyAdapter.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─redis
│ │ │ │ RedisConfig.java
│ │ │ │ RedisUtil.java
│ │ │ │
│ │ │ ├─distributedlock
│ │ │ │ ├─redis
│ │ │ │ │ RedissLockDemo.java
│ │ │ │ │ RedissLockUtil.java
│ │ │ │ │ RedissonAutoConfiguration.java
│ │ │ │ │ RedissonProperties.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─zookeeper
│ │ │ │ ZkLockUtil.java
│ │ │ │
│ │ │ ├─queue
│ │ │ │ ├─jvm
│ │ │ │ │ SeckillQueue.java
│ │ │ │ │ TaskRunner.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ ├─kafka
│ │ │ │ │ KafkaConsumer.java
│ │ │ │ │ KafkaSender.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─redis
│ │ │ │ RedisConsumer.java
│ │ │ │ RedisSender.java
│ │ │ │ RedisSubListenerConfig.java
│ │ │ │
│ │ │ ├─repository
│ │ │ │ SeckillRepository.java
│ │ │ │
│ │ │ ├─service
│ │ │ │ │ ISeckillDistributedService.java
│ │ │ │ │ ISeckillService.java
│ │ │ │ │
│ │ │ │ └─impl
│ │ │ │ SeckillDistributedServiceImpl.java
│ │ │ │ SeckillServiceImpl.java
│ │ │ │
│ │ │ └─web
│ │ │ SeckillController.java
│ │ │ SeckillDistributedController.java
│ │ │
│ │ ├─resources
│ │ │ │ application.properties
│ │ │ │ logback-spring.xml
│ │ │ │
│ │ │ ├─sql
│ │ │ │ seckill.sql
│ │ │ │
│ │ │ ├─static
│ │ │ └─templates
│ │ └─webapp
```

## 分布式锁应该具备哪些条件

- 在分布式系统环境下,一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行;
- 高可用的获取锁与释放锁;
- 高性能的获取锁与释放锁;
- 具备可重入特性;
- 具备锁失效机制,防止死锁;
- 具备非阻塞锁特性,即没有获取到锁将直接返回获取锁失败。

## 分布式锁

- 基于数据库实现分布式锁;
- 基于缓存(Redis等)实现分布式锁;
- 基于Zookeeper实现分布式锁;

## 思考改进

- 如何防止单个用户重复秒杀下单?
- 如何防止恶意调用秒杀接口?
- 如果用户秒杀成功,一直不支付该怎么办?
- 消息队列处理完成后,如果异步通知给用户秒杀成功?
- 如何保障 Redis、Zookeeper 、Kafka 服务的正常运行(高可用)?
- 高并发下秒杀业务如何做到不影响其他业务(隔离性)?


## 可供参考



[SpringBoot开发案例从0到1构建分布式秒杀系统](https://blog.52itstyle.com/archives/2853/ "SpringBoot开发案例从0到1构建分布式秒杀系统")

[SpringBoot开发案例之整合Kafka实现消息队列](https://blog.52itstyle.com/archives/2868/ "SpringBoot开发案例之整合Kafka实现消息队列")

[从构建分布式秒杀系统聊聊线程池](https://blog.52itstyle.com/archives/2894/ "从构建分布式秒杀系统聊聊线程池")

[Nginx学习之负载均衡](https://blog.52itstyle.com/archives/623/ "Nginx学习之负载均衡")

[Nginx学习之如何防止流量攻击](https://blog.52itstyle.com/archives/775/ "Nginx学习之如何防止流量攻击")

[Nginx学习之缓存配置](https://blog.52itstyle.com/archives/826/ "Nginx学习之缓存配置")

[Nginx学习之HTTP/2.0配置](https://blog.52itstyle.com/archives/1524/ "Nginx学习之HTTP/2.0配置")

[企业云解析DNS](https://blog.52itstyle.com/archives/515/ "企业云解析DNS")

[Linux下搭建ZooKeeper集群](https://blog.52itstyle.com/archives/363/ "Linux下搭建ZooKeeper集群")
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@@ -0,0 +1,110 @@
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.itstyle.seckill</groupId>
<artifactId>spring-boot-seckill</artifactId>
<packaging>jar</packaging>
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<name>spring-boot-seckill Maven</name>
<url>http://maven.apache.org</url>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<docker.image.prefix>springboot</docker.image.prefix>
</properties>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>1.5.10.RELEASE</version>
<relativePath/>
</parent>
<dependencies>
<!-- 实现web功能 -->
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<!-- 模版 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-thymeleaf</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>net.sourceforge.nekohtml</groupId>
<artifactId>nekohtml</artifactId>
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<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
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<groupId>mysql</groupId>
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
<version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>
<!-- spring-session -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.session</groupId>
<artifactId>spring-session</artifactId>
</dependency>
<!-- 构建Restful API -->
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<groupId>io.springfox</groupId>
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<groupId>io.springfox</groupId>
<artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
<version>2.7.0</version>
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<!-- Redisson实现分布式锁 -->
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<groupId>org.redisson</groupId>
<artifactId>redisson</artifactId>
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<groupId>org.apache.commons</groupId>
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<version>3.7</version>
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<!--kafka支持-->
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<groupId>org.springframework.kafka</groupId>
<artifactId>spring-kafka</artifactId>
<version>1.3.5.RELEASE</version><!--$NO-MVN-MAN-VER$-->
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<!-- zookeeper 分布式锁、注意zookeeper版本 这里对应的是3.4.6-->
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<groupId>org.apache.curator</groupId>
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<version>2.10.0</version>
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<build>
<finalName>spring-boot-seckill</finalName><plugins>
<!-- 打包项目 mvn clean package -->
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<groupId>org.springframework.boot</groupId>
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<dependencies>
<!-- mvn spring-boot:run 热部署启动 -->
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<groupId>org.springframework</groupId>
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</dependencies>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
25 changes: 25 additions & 0 deletions src/main/java/com/itstyle/seckill/Application.java
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,25 @@
package com.itstyle.seckill;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
/**
* 启动类
* 创建者 科帮网
* 创建时间 2018年5月12日
* API接口测试:http://localhost:8080/seckill/swagger-ui.html
*/
@SpringBootApplication
public class Application {
private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(Application.class);
/**
* 1. 数据库乐观锁;2. 基于Redis的分布式锁;3. 基于ZooKeeper的分布式锁
* 4. redis 订阅监听;5.kafka消息队列
* 启动前 请配置application.properties中相关redis、zk以及kafka相关地址
*/
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
SpringApplication.run(Application.class, args);
LOGGER.info("项目启动 ");
}
}
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