電子發(fā)燒友App
最近在網(wǎng)上看到一篇講 12306 搶票的文章，看完后，覺得文章寫很完整。
不僅給出了模擬場(chǎng)景的代碼，而且也用壓測(cè)工具測(cè)試了并發(fā)情況，是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)案例，分享給大家，相互學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。
極限并發(fā)帶來的思考
雖然現(xiàn)在大多數(shù)情況下都能訂到票，但是放票瞬間即無票的場(chǎng)景，相信大家都深有體會(huì)。
尤其是春節(jié)期間，大家不僅使用 12306，還會(huì)考慮“智行”和其他的搶票軟件，全國(guó)上下幾億人在這段時(shí)間都在搶票。
“12306 服務(wù)”承受著這個(gè)世界上任何秒殺系統(tǒng)都無法超越的 QPS，上百萬的并發(fā)再正常不過了！
筆者專門研究了一下12306的服務(wù)端架構(gòu)，學(xué)習(xí)到了其系統(tǒng)設(shè)計(jì)上很多亮點(diǎn)，在這里和大家分享一下并模擬一個(gè)例子：如何在 100 萬人同時(shí)搶 1 萬張火車票時(shí)，系統(tǒng)提供正常、穩(wěn)定的服務(wù)。
大型高并發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)
高并發(fā)的系統(tǒng)架構(gòu)都會(huì)采用分布式集群部署，服務(wù)上層有著層層負(fù)載均衡，并提供各種容災(zāi)手段（雙火機(jī)房、節(jié)點(diǎn)容錯(cuò)、服務(wù)器災(zāi)備等）保證系統(tǒng)的高可用，流量也會(huì)根據(jù)不同的負(fù)載能力和配置策略均衡到不同的服務(wù)器上。
下邊是一個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖：
負(fù)載均衡簡(jiǎn)介
上圖中描述了用戶請(qǐng)求到服務(wù)器經(jīng)歷了三層的負(fù)載均衡，下邊分別簡(jiǎn)單介紹一下這三種負(fù)載均衡。
OSPF內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol，簡(jiǎn)稱 IGP）
OSPF 通過路由器之間通告網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)來建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，生成最短路徑樹，OSPF 會(huì)自動(dòng)計(jì)算路由接口上的 Cost 值，但也可以通過手工指定該接口的 Cost 值，手工指定的優(yōu)先于自動(dòng)計(jì)算的值。
OSPF 計(jì)算的 Cost，同樣是和接口帶寬成反比，帶寬越高，Cost 值越小。到達(dá)目標(biāo)相同 Cost 值的路徑，可以執(zhí)行負(fù)載均衡，最多 6 條鏈路同時(shí)執(zhí)行負(fù)載均衡。
LVS （Linux Virtual Server）
它是一種集群（Cluster）技術(shù)，采用 IP 負(fù)載均衡技術(shù)和基于內(nèi)容請(qǐng)求分發(fā)技術(shù)。
調(diào)度器具有很好的吞吐率，將請(qǐng)求均衡地轉(zhuǎn)移到不同的服務(wù)器上執(zhí)行，且調(diào)度器自動(dòng)屏蔽掉服務(wù)器的故障，從而將一組服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)高性能的、高可用的虛擬服務(wù)器。
Nginx
想必大家都很熟悉了，是一款非常高性能的 HTTP 代理/反向代理服務(wù)器，服務(wù)開發(fā)中也經(jīng)常使用它來做負(fù)載均衡。
Nginx 實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的方式主要有三種：
輪詢
加權(quán)輪詢
IP Hash 輪詢
下面我們就針對(duì) Nginx 的加權(quán)輪詢做專門的配置和測(cè)試。
Nginx 加權(quán)輪詢的演示
Nginx 實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡通過 Upstream 模塊實(shí)現(xiàn)，其中加權(quán)輪詢的配置是可以給相關(guān)的服務(wù)加上一個(gè)權(quán)重值，配置的時(shí)候可能根據(jù)服務(wù)器的性能、負(fù)載能力設(shè)置相應(yīng)的負(fù)載。
下面是一個(gè)加權(quán)輪詢負(fù)載的配置，我將在本地的監(jiān)聽 3001-3004 端口，分別配置 1，2，3，4 的權(quán)重：
#配置負(fù)載均衡 ????upstream?load_rule?{ ???????server?127.0.0.1:3001?weight=1; ???????server?127.0.0.1:3002?weight=2; ???????server?127.0.0.1:3003?weight=3; ???????server?127.0.0.1:3004?weight=4; ????} ????... ????server?{ ????listen???????80; ????server_name??load_balance.com?www.load_balance.com; ????location?/?{ ???????proxy_pass?http://load_rule; ????}
我在本地 /etc/hosts 目錄下配置了 www.load_balance.com 的虛擬域名地址。
接下來使用 Go 語言開啟四個(gè) HTTP 端口監(jiān)聽服務(wù)，下面是監(jiān)聽在 3001 端口的 Go 程序，其他幾個(gè)只需要修改端口即可：
package?main
import?(
????"net/http"
????"os"
????"strings"
)
func?main()?{
????http.HandleFunc("/buy/ticket",?handleReq)
????http.ListenAndServe(":3001",?nil)
}
//處理請(qǐng)求函數(shù),根據(jù)請(qǐng)求將響應(yīng)結(jié)果信息寫入日志
func?handleReq(w?http.ResponseWriter,?r?*http.Request)?{
????failedMsg?:=??"handle?in?port:"
????writeLog(failedMsg,?"./stat.log")
}
//寫入日志
func?writeLog(msg?string,?logPath?string)?{
????fd,?_?:=?os.OpenFile(logPath,?os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,?0644)
????defer?fd.Close()
????content?:=?strings.Join([]string{msg,?"
"},?"3001")
????buf?:=?[]byte(content)
????fd.Write(buf)
}
請(qǐng)求的端口日志信息寫到了 ./stat.log 文件當(dāng)中，然后使用 AB 壓測(cè)工具做壓測(cè)：
ab?-n?1000?-c?100?http://www.load_balance.com/buy/ticket
統(tǒng)計(jì)日志中的結(jié)果，3001-3004 端口分別得到了 100、200、300、400 的請(qǐng)求量。
這和我在 Nginx 中配置的權(quán)重占比很好的吻合在了一起，并且負(fù)載后的流量非常的均勻、隨機(jī)。
具體的實(shí)現(xiàn)大家可以參考 Nginx 的 Upsteam 模塊實(shí)現(xiàn)源碼：
https://www.kancloud.cn/digest/understandingnginx/202607
秒殺搶購(gòu)系統(tǒng)選型
回到我們最初提到的問題中來：火車票秒殺系統(tǒng)如何在高并發(fā)情況下提供正常、穩(wěn)定的服務(wù)呢？
從上面的介紹我們知道用戶秒殺流量通過層層的負(fù)載均衡，均勻到了不同的服務(wù)器上，即使如此，集群中的單機(jī)所承受的 QPS 也是非常高的。
如何將單機(jī)性能優(yōu)化到極致呢？
要解決這個(gè)問題，我們就要想明白一件事：
通常訂票系統(tǒng)要處理生成訂單、減扣庫(kù)存、用戶支付這三個(gè)基本的階段。
我們系統(tǒng)要做的事情是要保證火車票訂單不超賣、不少賣，每張售賣的車票都必須支付才有效，還要保證系統(tǒng)承受極高的并發(fā)。
這三個(gè)階段的先后順序該怎么分配才更加合理呢？我們來分析一下：
下單減庫(kù)存
當(dāng)用戶并發(fā)請(qǐng)求到達(dá)服務(wù)端時(shí)，首先創(chuàng)建訂單，然后扣除庫(kù)存，等待用戶支付。
這種順序是我們一般人首先會(huì)想到的解決方案，這種情況下也能保證訂單不會(huì)超賣，因?yàn)閯?chuàng)建訂單之后就會(huì)減庫(kù)存，這是一個(gè)原子操作。
但是這樣也會(huì)產(chǎn)生一些問題：
在極限并發(fā)情況下，任何一個(gè)內(nèi)存操作的細(xì)節(jié)都至關(guān)影響性能，尤其像創(chuàng)建訂單這種邏輯，一般都需要存儲(chǔ)到磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)的，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力是可想而知的。
如果用戶存在惡意下單的情況，只下單不支付這樣庫(kù)存就會(huì)變少，會(huì)少賣很多訂單，雖然服務(wù)端可以限制 IP 和用戶的購(gòu)買訂單數(shù)量，這也不算是一個(gè)好方法。
支付減庫(kù)存
如果等待用戶支付了訂單在減庫(kù)存，第一感覺就是不會(huì)少賣。但是這是并發(fā)架構(gòu)的大忌，因?yàn)樵跇O限并發(fā)情況下，用戶可能會(huì)創(chuàng)建很多訂單。
當(dāng)庫(kù)存減為零的時(shí)候很多用戶發(fā)現(xiàn)搶到的訂單支付不了了，這也就是所謂的“超賣”。也不能避免并發(fā)操作數(shù)據(jù)庫(kù)磁盤 IO。
預(yù)扣庫(kù)存
從上邊兩種方案的考慮，我們可以得出結(jié)論：只要?jiǎng)?chuàng)建訂單，就要頻繁操作數(shù)據(jù)庫(kù) IO。
那么有沒有一種不需要直接操作數(shù)據(jù)庫(kù) IO 的方案呢，這就是預(yù)扣庫(kù)存。先扣除了庫(kù)存，保證不超賣，然后異步生成用戶訂單，這樣響應(yīng)給用戶的速度就會(huì)快很多；那么怎么保證不少賣呢？用戶拿到了訂單，不支付怎么辦？
我們都知道現(xiàn)在訂單都有有效期，比如說用戶五分鐘內(nèi)不支付，訂單就失效了，訂單一旦失效，就會(huì)加入新的庫(kù)存，這也是現(xiàn)在很多網(wǎng)上零售企業(yè)保證商品不少賣采用的方案。
訂單的生成是異步的，一般都會(huì)放到 MQ、Kafka 這樣的即時(shí)消費(fèi)隊(duì)列中處理，訂單量比較少的情況下，生成訂單非?？?，用戶幾乎不用排隊(duì)。
扣庫(kù)存的藝術(shù)
從上面的分析可知，顯然預(yù)扣庫(kù)存的方案最合理。我們進(jìn)一步分析扣庫(kù)存的細(xì)節(jié)，這里還有很大的優(yōu)化空間，庫(kù)存存在哪里？怎樣保證高并發(fā)下，正確的扣庫(kù)存，還能快速的響應(yīng)用戶請(qǐng)求？
在單機(jī)低并發(fā)情況下，我們實(shí)現(xiàn)扣庫(kù)存通常是這樣的：
為了保證扣庫(kù)存和生成訂單的原子性，需要采用事務(wù)處理，然后取庫(kù)存判斷、減庫(kù)存，最后提交事務(wù)，整個(gè)流程有很多 IO，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作又是阻塞的。
這種方式根本不適合高并發(fā)的秒殺系統(tǒng)。接下來我們對(duì)單機(jī)扣庫(kù)存的方案做優(yōu)化：本地扣庫(kù)存。
我們把一定的庫(kù)存量分配到本地機(jī)器，直接在內(nèi)存中減庫(kù)存，然后按照之前的邏輯異步創(chuàng)建訂單。
改進(jìn)過之后的單機(jī)系統(tǒng)是這樣的：
這樣就避免了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)頻繁的 IO 操作，只在內(nèi)存中做運(yùn)算，極大的提高了單機(jī)抗并發(fā)的能力。
但是百萬的用戶請(qǐng)求量單機(jī)是無論如何也抗不住的，雖然 Nginx 處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求使用 Epoll 模型，c10k 的問題在業(yè)界早已得到了解決。
但是 Linux 系統(tǒng)下，一切資源皆文件，網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求也是這樣，大量的文件描述符會(huì)使操作系統(tǒng)瞬間失去響應(yīng)。
上面我們提到了 Nginx 的加權(quán)均衡策略，我們不妨假設(shè)將 100W 的用戶請(qǐng)求量平均均衡到 100 臺(tái)服務(wù)器上，這樣單機(jī)所承受的并發(fā)量就小了很多。
然后我們每臺(tái)機(jī)器本地庫(kù)存 100 張火車票，100 臺(tái)服務(wù)器上的總庫(kù)存還是 1 萬，這樣保證了庫(kù)存訂單不超賣，下面是我們描述的集群架構(gòu)：
問題接踵而至，在高并發(fā)情況下，現(xiàn)在我們還無法保證系統(tǒng)的高可用，假如這 100 臺(tái)服務(wù)器上有兩三臺(tái)機(jī)器因?yàn)榭覆蛔〔l(fā)的流量或者其他的原因宕機(jī)了。那么這些服務(wù)器上的訂單就賣不出去了，這就造成了訂單的少賣。
要解決這個(gè)問題，我們需要對(duì)總訂單量做統(tǒng)一的管理，這就是接下來的容錯(cuò)方案。服務(wù)器不僅要在本地減庫(kù)存，另外要遠(yuǎn)程統(tǒng)一減庫(kù)存。
有了遠(yuǎn)程統(tǒng)一減庫(kù)存的操作，我們就可以根據(jù)機(jī)器負(fù)載情況，為每臺(tái)機(jī)器分配一些多余的“Buffer 庫(kù)存”用來防止機(jī)器中有機(jī)器宕機(jī)的情況。
我們結(jié)合下面架構(gòu)圖具體分析一下：
我們采用 Redis 存儲(chǔ)統(tǒng)一庫(kù)存，因?yàn)?Redis 的性能非常高，號(hào)稱單機(jī) QPS 能抗 10W 的并發(fā)。
在本地減庫(kù)存以后，如果本地有訂單，我們?cè)偃フ?qǐng)求 Redis 遠(yuǎn)程減庫(kù)存，本地減庫(kù)存和遠(yuǎn)程減庫(kù)存都成功了，才返回給用戶搶票成功的提示，這樣也能有效的保證訂單不會(huì)超賣。
當(dāng)機(jī)器中有機(jī)器宕機(jī)時(shí)，因?yàn)槊總€(gè)機(jī)器上有預(yù)留的 Buffer 余票，所以宕機(jī)機(jī)器上的余票依然能夠在其他機(jī)器上得到彌補(bǔ)，保證了不少賣。
Buffer 余票設(shè)置多少合適呢，理論上 Buffer 設(shè)置的越多，系統(tǒng)容忍宕機(jī)的機(jī)器數(shù)量就越多，但是 Buffer 設(shè)置的太大也會(huì)對(duì) Redis 造成一定的影響。
雖然 Redis 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)抗并發(fā)能力非常高，請(qǐng)求依然會(huì)走一次網(wǎng)絡(luò) IO，其實(shí)搶票過程中對(duì) Redis 的請(qǐng)求次數(shù)是本地庫(kù)存和 Buffer 庫(kù)存的總量。
因?yàn)楫?dāng)本地庫(kù)存不足時(shí)，系統(tǒng)直接返回用戶“已售罄”的信息提示，就不會(huì)再走統(tǒng)一扣庫(kù)存的邏輯。
這在一定程度上也避免了巨大的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求量把 Redis 壓跨，所以 Buffer 值設(shè)置多少，需要架構(gòu)師對(duì)系統(tǒng)的負(fù)載能力做認(rèn)真的考量。
代碼演示
Go 語言原生為并發(fā)設(shè)計(jì)，我采用 Go 語言給大家演示一下單機(jī)搶票的具體流程。
初始化工作
Go 包中的 Init 函數(shù)先于 Main 函數(shù)執(zhí)行，在這個(gè)階段主要做一些準(zhǔn)備性工作。
我們系統(tǒng)需要做的準(zhǔn)備工作有：初始化本地庫(kù)存、初始化遠(yuǎn)程 Redis 存儲(chǔ)統(tǒng)一庫(kù)存的 Hash 鍵值、初始化 Redis 連接池。
另外還需要初始化一個(gè)大小為 1 的 Int 類型 Chan，目的是實(shí)現(xiàn)分布式鎖的功能。
也可以直接使用讀寫鎖或者使用 Redis 等其他的方式避免資源競(jìng)爭(zhēng)，但使用 Channel 更加高效，這就是 Go 語言的哲學(xué)：不要通過共享內(nèi)存來通信，而要通過通信來共享內(nèi)存。
Redis 庫(kù)使用的是 Redigo，下面是代碼實(shí)現(xiàn)：
...
//localSpike包結(jié)構(gòu)體定義
package?localSpike
type?LocalSpike?struct?{
????LocalInStock?????int64
????LocalSalesVolume?int64
}
...
//remoteSpike對(duì)hash結(jié)構(gòu)的定義和redis連接池
package?remoteSpike
//遠(yuǎn)程訂單存儲(chǔ)健值
type?RemoteSpikeKeys?struct?{
????SpikeOrderHashKey?string????//redis中秒殺訂單hash結(jié)構(gòu)key
????TotalInventoryKey?string????//hash結(jié)構(gòu)中總訂單庫(kù)存key
????QuantityOfOrderKey?string???//hash結(jié)構(gòu)中已有訂單數(shù)量key
}
//初始化redis連接池
func?NewPool()?*redis.Pool?{
????return?&redis.Pool{
????????MaxIdle:???10000,
????????MaxActive:?12000,?//?max?number?of?connections
????????Dial:?func()?(redis.Conn,?error)?{
????????????c,?err?:=?redis.Dial("tcp",?":6379")
????????????if?err?!=?nil?{
????????????????panic(err.Error())
????????????}
????????????return?c,?err
????????},
????}
}
...
func?init()?{
????localSpike?=?localSpike2.LocalSpike{
????????LocalInStock:?????150,
????????LocalSalesVolume:?0,
????}
????remoteSpike?=?remoteSpike2.RemoteSpikeKeys{
????????SpikeOrderHashKey:??"ticket_hash_key",
????????TotalInventoryKey:??"ticket_total_nums",
????????QuantityOfOrderKey:?"ticket_sold_nums",
????}
????redisPool?=?remoteSpike2.NewPool()
????done?=?make(chan?int,?1)
????done?<-?1
}
本地扣庫(kù)存和統(tǒng)一扣庫(kù)存
本地扣庫(kù)存邏輯非常簡(jiǎn)單，用戶請(qǐng)求過來，添加銷量，然后對(duì)比銷量是否大于本地庫(kù)存，返回 Bool 值：
package?localSpike
//本地扣庫(kù)存,返回bool值
func?(spike?*LocalSpike)?LocalDeductionStock()?bool{
????spike.LocalSalesVolume?=?spike.LocalSalesVolume?+?1
????return?spike.LocalSalesVolume?
注意這里對(duì)共享數(shù)據(jù) LocalSalesVolume 的操作是要使用鎖來實(shí)現(xiàn)的，但是因?yàn)楸镜乜蹘?kù)存和統(tǒng)一扣庫(kù)存是一個(gè)原子性操作，所以在最上層使用 Channel 來實(shí)現(xiàn)，這塊后邊會(huì)講。
統(tǒng)一扣庫(kù)存操作 Redis，因?yàn)?Redis 是單線程的，而我們要實(shí)現(xiàn)從中取數(shù)據(jù)，寫數(shù)據(jù)并計(jì)算一些列步驟，我們要配合 Lua 腳本打包命令，保證操作的原子性：
package?remoteSpike
......
const?LuaScript?=?`
????????local?ticket_key?=?KEYS[1]
????????local?ticket_total_key?=?ARGV[1]
????????local?ticket_sold_key?=?ARGV[2]
????????local?ticket_total_nums?=?tonumber(redis.call('HGET',?ticket_key,?ticket_total_key))
????????local?ticket_sold_nums?=?tonumber(redis.call('HGET',?ticket_key,?ticket_sold_key))
????????--?查看是否還有余票,增加訂單數(shù)量,返回結(jié)果值
???????if(ticket_total_nums?>=?ticket_sold_nums)?then
????????????return?redis.call('HINCRBY',?ticket_key,?ticket_sold_key,?1)
????????end
????????return?0
`
//遠(yuǎn)端統(tǒng)一扣庫(kù)存
func?(RemoteSpikeKeys?*RemoteSpikeKeys)?RemoteDeductionStock(conn?redis.Conn)?bool?{
????lua?:=?redis.NewScript(1,?LuaScript)
????result,?err?:=?redis.Int(lua.Do(conn,?RemoteSpikeKeys.SpikeOrderHashKey,?RemoteSpikeKeys.TotalInventoryKey,?RemoteSpikeKeys.QuantityOfOrderKey))
????if?err?!=?nil?{
????????return?false
????}
????return?result?!=?0
}
我們使用 Hash 結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)總庫(kù)存和總銷量的信息，用戶請(qǐng)求過來時(shí)，判斷總銷量是否大于庫(kù)存，然后返回相關(guān)的 Bool 值。
在啟動(dòng)服務(wù)之前，我們需要初始化 Redis 的初始庫(kù)存信息：
hmset?ticket_hash_key?"ticket_total_nums"?10000?"ticket_sold_nums"?0
響應(yīng)用戶信息
我們開啟一個(gè) HTTP 服務(wù)，監(jiān)聽在一個(gè)端口上：
package?main
...
func?main()?{
????http.HandleFunc("/buy/ticket",?handleReq)
????http.ListenAndServe(":3005",?nil)
}
上面我們做完了所有的初始化工作，接下來 handleReq 的邏輯非常清晰，判斷是否搶票成功，返回給用戶信息就可以了。
package?main
//處理請(qǐng)求函數(shù),根據(jù)請(qǐng)求將響應(yīng)結(jié)果信息寫入日志
func?handleReq(w?http.ResponseWriter,?r?*http.Request)?{
????redisConn?:=?redisPool.Get()
????LogMsg?:=?""
????<-done
????//全局讀寫鎖
????if?localSpike.LocalDeductionStock()?&&?remoteSpike.RemoteDeductionStock(redisConn)?{
????????util.RespJson(w,?1,??"搶票成功",?nil)
????????LogMsg?=?LogMsg?+?"result:1,localSales:"?+?strconv.FormatInt(localSpike.LocalSalesVolume,?10)
????}?else?{
????????util.RespJson(w,?-1,?"已售罄",?nil)
????????LogMsg?=?LogMsg?+?"result:0,localSales:"?+?strconv.FormatInt(localSpike.LocalSalesVolume,?10)
????}
????done?<-?1
????//將搶票狀態(tài)寫入到log中
????writeLog(LogMsg,?"./stat.log")
}
func?writeLog(msg?string,?logPath?string)?{
????fd,?_?:=?os.OpenFile(logPath,?os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_APPEND,?0644)
????defer?fd.Close()
????content?:=?strings.Join([]string{msg,?"
"},?"")
????buf?:=?[]byte(content)
????fd.Write(buf)
}
前邊提到我們扣庫(kù)存時(shí)要考慮競(jìng)態(tài)條件，我們這里是使用 Channel 避免并發(fā)的讀寫，保證了請(qǐng)求的高效順序執(zhí)行。我們將接口的返回信息寫入到了 ./stat.log 文件方便做壓測(cè)統(tǒng)計(jì)。
單機(jī)服務(wù)壓測(cè)
開啟服務(wù)，我們使用 AB 壓測(cè)工具進(jìn)行測(cè)試：
ab?-n?10000?-c?100?http://127.0.0.1:3005/buy/ticket
下面是我本地低配 Mac 的壓測(cè)信息：
This?is?ApacheBench,?Version?2.3?<$revision:?1826891="">
Copyright?1996?Adam?Twiss,?Zeus?Technology?Ltd,?http://www.zeustech.net/
Licensed?to?The?Apache?Software?Foundation,?http://www.apache.org/
Benchmarking?127.0.0.1?(be?patient)
Completed?1000?requests
Completed?2000?requests
Completed?3000?requests
Completed?4000?requests
Completed?5000?requests
Completed?6000?requests
Completed?7000?requests
Completed?8000?requests
Completed?9000?requests
Completed?10000?requests
Finished?10000?requests
Server?Software:
Server?Hostname:????????127.0.0.1
Server?Port:????????????3005
Document?Path:??????????/buy/ticket
Document?Length:????????29?bytes
Concurrency?Level:??????100
Time?taken?for?tests:???2.339?seconds
Complete?requests:??????10000
Failed?requests:????????0
Total?transferred:??????1370000?bytes
HTML?transferred:???????290000?bytes
Requests?per?second:????4275.96?[#/sec]?(mean)
Time?per?request:???????23.387?[ms]?(mean)
Time?per?request:???????0.234?[ms]?(mean,?across?all?concurrent?requests)
Transfer?rate:??????????572.08?[Kbytes/sec]?received
Connection?Times?(ms)
??????????????min??mean[+/-sd]?median???max
Connect:????????0????8??14.7??????6?????223
Processing:?????2???15??17.6?????11?????232
Waiting:????????1???11??13.5??????8?????225
Total:??????????7???23??22.8?????18?????239
Percentage?of?the?requests?served?within?a?certain?time?(ms)
??50%?????18
??66%?????24
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?100%????239?(longest?request)
根據(jù)指標(biāo)顯示，我單機(jī)每秒就能處理 4000+ 的請(qǐng)求，正常服務(wù)器都是多核配置，處理 1W+ 的請(qǐng)求根本沒有問題。
而且查看日志發(fā)現(xiàn)整個(gè)服務(wù)過程中，請(qǐng)求都很正常，流量均勻，Redis 也很正常：
//stat.log
...
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總結(jié)回顧
總體來說，秒殺系統(tǒng)是非常復(fù)雜的。我們這里只是簡(jiǎn)單介紹模擬了一下單機(jī)如何優(yōu)化到高性能，集群如何避免單點(diǎn)故障，保證訂單不超賣、不少賣的一些策略
完整的訂單系統(tǒng)還有訂單進(jìn)度的查看，每臺(tái)服務(wù)器上都有一個(gè)任務(wù)，定時(shí)的從總庫(kù)存同步余票和庫(kù)存信息展示給用戶，還有用戶在訂單有效期內(nèi)不支付，釋放訂單，補(bǔ)充到庫(kù)存等等。
我們實(shí)現(xiàn)了高并發(fā)搶票的核心邏輯，可以說系統(tǒng)設(shè)計(jì)的非常的巧妙，巧妙的避開了對(duì) DB 數(shù)據(jù)庫(kù) IO 的操作。
對(duì) Redis 網(wǎng)絡(luò) IO 的高并發(fā)請(qǐng)求，幾乎所有的計(jì)算都是在內(nèi)存中完成的，而且有效的保證了不超賣、不少賣，還能夠容忍部分機(jī)器的宕機(jī)。
我覺得其中有兩點(diǎn)特別值得學(xué)習(xí)總結(jié)：
負(fù)載均衡，分而治之
通過負(fù)載均衡，將不同的流量劃分到不同的機(jī)器上，每臺(tái)機(jī)器處理好自己的請(qǐng)求，將自己的性能發(fā)揮到極致。
這樣系統(tǒng)的整體也就能承受極高的并發(fā)了，就像工作的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)人都將自己的價(jià)值發(fā)揮到了極致，團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)自然是很大的。
合理的使用并發(fā)和異步
自 Epoll 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型解決了 c10k 問題以來，異步越來越被服務(wù)端開發(fā)人員所接受，能夠用異步來做的工作，就用異步來做，在功能拆解上能達(dá)到意想不到的效果。
這點(diǎn)在 Nginx、Node.JS、Redis 上都能體現(xiàn)，他們處理網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求使用的 Epoll 模型，用實(shí)踐告訴了我們單線程依然可以發(fā)揮強(qiáng)大的威力。
服務(wù)器已經(jīng)進(jìn)入了多核時(shí)代，Go 語言這種天生為并發(fā)而生的語言，完美的發(fā)揮了服務(wù)器多核優(yōu)勢(shì)，很多可以并發(fā)處理的任務(wù)都可以使用并發(fā)來解決，比如 Go 處理 HTTP 請(qǐng)求時(shí)每個(gè)請(qǐng)求都會(huì)在一個(gè) Goroutine 中執(zhí)行。
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論