系统设计

1. 如何设计一个系统？

网站设计不可能一蹴而就，都是根据业务需求逐渐演化而来。架构师所能做的就是根据已有的经验设计出尽可能完美的系统。

设计前

分析业务需求，制定方案，选择合适的技术栈。

设计时

需要考虑整个系统的高性能（并发能力）、可用性、伸缩性、扩展性、安全性。

• 高性能：响应时间块、并发量高、吞吐量大等等
  • 前端优化：浏览器访问优化、CDN 加速、反向代理
  • 应用服务器优化：缓存、异步、集群、代码优化
  • 存储性能优化：选择更好的服务器
• 高可用：可用时间、故障时间
  • 架构：分层，应用层 — 服务层 — 数据层
  • 应该层、服务层的可用：异步调用、服务降级、服务熔断、幂等性设计
  • 数据层的可用：数据备份、失效转移
  • 高可用发布：自动测试、自动发布、灰度发布
  • 运行监控：监控数据采集，出问题可以分析；监控管理，出问题报警、失效转移，自动降级等
• 伸缩性：集群里添加删减服务器，性能可以线性上升
  • 应用服务器集群负载均衡
  • 分布式缓存可以使用一致性 hash 算法
• 可扩展性：不改变已有系统添加新的功能
  • 消息队列
  • 分布式服务打造可复用的业务平台

工作流引擎：将视图文件编译成 Java 代码。开源项目：compile-flow、activiti

2. 如何设计一个秒杀系统？

遇到的问题及解决方案

⭐ 高并发对已有业务造成影响，有可能造成整个网站瘫痪。

秒杀系统独立部署，使其与原网站隔离开，即使秒杀系统崩了，也不会对网站造成影响。

⭐ 大量的请求会对应用服务器和数据库服务造成负载压力

扩展应用服务器的集群。

⭐ 超过网站平时的网络带宽

为秒杀系统新增网络带宽，在运营商哪里购买或租借。为了减轻网站服务器的压力，将秒杀的静态页面缓存到 CDN。

⭐ 秒杀系统的设计

前台系统的设计

• 详情页面静态化，将商品的描述、参数、成交记录、评价全部写入一个静态页面，将其存储在 redis 集群中，或者放在运营商的 cdn 服务器上，或者用户的浏览器上，以减轻应用服务器和数据库的压力。
• 按键设计，秒杀开始之前不能点击购买，开始之后，用户 10s 内只能点击按钮一次，防止重复购买。
• 秒杀开始之前谁都不知道秒杀的 url，开始之后动态生成。
• 验证码

后台系统

• 为了防止网站崩溃，需要设置服务降级、熔断、限流。Sentinal
• 通过 redis 解决高并发读的问题；通过 MQ 异步/削峰解决高并发写的问题。
• 通过 MQ 发布/订阅模式，可以异步处理积分、物流等业务。
• 超卖问题
  • 下单服务，通过 redis 预减库存，redis 查询判断用户发符合预约条件后，在把相关信息发送到 MQ，通过 zookeeper 分布式协调，监控处理结果
  • 库存服务，专门监听 MQ，减少数据库中的库存，如果处理失败就回滚。通过 zookeeper 分布式协调告知下单服务是否下单成功。
  • 下单成功后，在有效时间内付款，超时自动化释放订单。