架构师训练营第 1 周作业——食堂就餐卡系统设计

0. 系统需求

• 系统中每个消费者都有一张卡，在管理中心注册缴费，卡内记着消费者的身份、余额。

• 使用时将卡插入收款机则显示卡上金额，服务员按收款机上数字键，收款机自动计算并显示消费额及余额。

• 管理中心的管理员监视每一笔消费，可打印出消费情况的相关统计数据。

1. 需求分析

本系统的使用者有 3 类人：消费者、服务员和管理员，他们在系统中的主要功能如下：

• 消费者：注册，缴费，消费，查看余额。

• 服务员：帮助消费者查看余额，扣除消费额。

• 管理员：给消费者注册，充值，查看消费记录，查看和打印消费者的统计数据。

2. 设计概述

2.1 功能概述

食堂就餐卡系统是为了方便消费者，降低管理员的工作量而设计。

2.2 非功能约束

系统用户量为在校师生，大概 3 万人，用餐高锋期在早晨 7:20~8:00、中午 11:30~12:30、晚上 17:30~18:30，全校共 10 个食堂，200 个窗口（服务员），日均订单量可能超过 10 万笔。

• 1、查询性能目标：平均响应时间<300ms，95%响应时间<500ms，单机 TPS>20;

• 2、下单性能目标：平均响应时间<800ms，95%响应时间<1000ms，单机 TPS>10;

• 3、系统核心功能可用性目标：>99.97%；

• 4、数据持久化目标：>99.9999%；

• 5、系统安全目标：系统通讯对称加密；

3. 系统部署图与整体设计

系统上线时预计部署 2 台物理机，1 台用做系统的服务器，1 台数据库服务器。本系统分为个 3 个子系统，分别为用户子系统，计费子系统和报表子系统，计费子系统用户与收款机交互。

3.1 系统部署图

用户子系统的功能职责为消费者注册、收款机注册。

计费子系统的功能职责为充值、消费和查看余额。

报表子系统的功能职责为查询某个用户某笔消费记录、查看消费统计数据、打印消费统计数据。

3.2 充值场景子系统序列图

• 消费者充值前先在用户子系统里注册，等级其身份。

• 消费者注册成功后，将要充值的钱交给管理员，计费子系统记录其充值的金额，同时给报表子系统发一条充值的消息，报表子系统记录充值消息，充值成功后返回用户余额，

3.3 消费场景子系统序列图

• 消费者选好商品后到服务员窗口处付款，将卡放到收款机上，收款机识别卡，通过计费子系统查询该卡的余额。

• 如果余额充足，在收款机上扣除消费金额，收款机将要扣除的款项发送给计费子系统，计费子系统实行扣款，并将扣款信息发送给报表子系统，报表子系统记录扣款信息，然后返回该卡余额。

3.4 充值场景子系统活动图

消费者来充值，如果没有卡，帮消费者注册账号，然后给卡充值，系统记录充值流水。

3.5 消费场景子系统活动图

1、消费者选好商品后，到收费处付款。

2、服务员拿到消费者的卡后，将卡插入收款机，收款机查询开的余额，如果余额不足，用户需要充值；如果余额充足，收款机向计费子系统发起扣款请求，计费子系统扣款，给报表子系统发送一条记录扣款流动的消息，成功以后返回消费者余额。

4. 用户子系统设计

用户子系统的主要功能是管理系统用户，收款机。

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5. 计费子系统设计

用户子系统的主要功能是充值、扣款和查看余额。

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6. 报表子系统设计

报表子系统的主要功能是查看消费记录，查看和打印消费者的统计数据。

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