设计千万级并发秒杀系统

题目

设计千万级并发秒杀系统

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐⭐

考点

高并发架构,分布式事务处理,缓存策略设计,限流与熔断机制,数据一致性保障

快速回答

设计千万级并发秒杀系统的核心要点：

• 分层削峰架构：前端静态化+CDN，网关层限流，服务层异步化
• 库存预热：Redis集群预减库存，Lua脚本保证原子性
• 请求过滤：令牌桶限流+恶意请求拦截
• 最终一致性：MQ解耦下单流程，补偿机制处理异常
• 降级熔断：Hystrix/Sentinel实现服务熔断，保护核心链路

1. 系统架构设计

分层削峰架构：

• 接入层：Nginx反向代理+OpenResty实现请求过滤，静态资源CDN分发
• 网关层：Spring Cloud Gateway限流（RedisRateLimiter），黑名单过滤
• 服务层：微服务拆分（库存服务/订单服务/支付服务），线程池隔离
• 数据层：Redis集群+MySQL分库分表（ShardingSphere）

2. 核心流程设计

秒杀流程：

1. 用户请求到达网关，令牌桶限流（每秒放行10万请求）
2. Redis集群校验库存（预减库存使用Lua脚本保证原子性）
3. Kafka异步处理订单，返回排队中状态
4. 订单服务消费消息，生成订单流水
5. 定时任务补偿未完成订单

3. 关键技术实现

Redis库存预减：

-- Lua脚本保证原子性
local stock = redis.call('get', KEYS[1])
if stock and tonumber(stock) > 0 then
    redis.call('decr', KEYS[1])
    return 1
end
return 0

消息队列解耦：

// Spring Boot集成Kafka示例
@Autowired
private KafkaTemplate<String, String> kafkaTemplate;

public void seckill(String userId, String itemId) {
    // 库存校验通过后
    kafkaTemplate.send("seckill_orders", 
        JSON.toJSONString(new OrderRequest(userId, itemId)));
}

4. 数据一致性保障

• 缓存与数据库同步：先更新数据库再删缓存（Cache-Aside）
• 最终一致性：MQ事务消息+本地事务表
• 库存超卖防护：Redis分布式锁+数据库乐观锁

5. 容灾与降级

• 限流策略：
  • 网关层：令牌桶算法（Guava RateLimiter）
  • 服务层：Semaphore控制并发线程数
• 熔断机制：Sentinel配置QPS阈值熔断
• 降级方案：关闭非核心功能（如评论服务）

6. 常见错误与解决方案

7. 扩展知识

• 热点探测：实时监控Redis Key访问频率，自动隔离热点数据
• 动态扩容：Kubernetes HPA根据CPU自动扩缩容
• 压测方案：JMeter分布式压测，全链路监控（SkyWalking）