设计电商秒杀系统

【业务背景】

你作为一个电商创业公司的架构师，负责设计 6.18 大促秒杀系统的设计，你们的业务模式如下：

1.   你们挑选选品各大电商平台上畅销和好评的商品进行销售，每个品类不超过 20 个商品，目前做了 10 个品类；

2.   本次 6.18 秒杀选择了 1000 个充电宝，10 台 iPhone12 作为秒杀商品；

3.   正常的日活大约 100 万用户；

4.   老板要求万无一失。

【技术背景】

1. 技术团队以 Java 为主，已经落地了微服务架构；

2. 主要渠道是自有的 App（包括 iOS 和 Android）和微信小程序，为了促进用户转化为 App 用户，只有下载 App 才能参加秒杀活动；

3. 目前只有单机房。

【毕设要求】

1.   设计完整的架构，例如存储、负载均衡、缓存、高可用、可扩展等；

2.   大约 10 页以内的 PPT，每页 PPT 说明一项设计，包括架构设计和设计理由，无需详细解释备选方案。

【提示】

1.   分析考虑要全面，但并不意味着架构设计要面面俱到，如果分析后认为某些设计点可以不做，就在作业最后统一说明原因即可；

2.   如果没有思路，请对照模块 9 的 IM 案例。

3.   如果有的信息觉得不够全或者不够细，可以做出一定的假设，但不能天马行空，需要对照已有的业务背景和技术背景进行合理推断。

【约束与限制】

1.      1000 个充电宝，10 个 iphone12，绝对不能超卖

2.      前端使用 android、ios、微信小程序

3.      后端使用 java 实现

4.      6 月 18 日之前完成

【总体架构】

业务架构图

系统架构图

【复杂度分析】

1.      业务复杂度

2.      质量复杂度

（1）高性能复杂度

日活 100 万用户，由于是秒杀，假设 60%用户集中在 0:00-0:15 时段下单，QPS=100*10000*60%/(15*60)=666

（2）高可用复杂度

秒杀活动，大量用户等待 18 日零时下单，会造成请求量瞬时大幅度上涨。

【详细设计】

1.      核心功能

按照业务边界，划分为三个领域：

l  核心域：商品、订单、交易，作为整个核心业务，应保证稳定、可靠。

l  支撑域：商品、订单、交易、仓储、物流、客服、店铺、会员、购物车，提供单体非核心业务能力

l  通用域：登录、个人信息、权限、余额、信用、安全，提供通用能力

2.      关键设计

（1）高性能设计

a)     采用三级负载

一级 DNS，二级 nginx，三级微服务网关。

b)    容器化部署

实时监控应用请求，可根据入口流量的增长，增加 k8s 部署的 pod 数量。

c)     动静分离

采用 CDN 将一部分静态资源缓存到用户本地，减小服务器压力。

d)    应用缓存

秒杀开始前，可将秒杀商品预加载到缓存，避免缓存穿透，并且注意错峰设置缓存过期时间，避免发生缓存雪崩。

e)     异步

除下单、支付等实时性要求较高场景，仓储、物流等实时性要求较低场景可采用消息队列等异步形式实现。

（2）高可用设计

a)       前端：增加节流、防抖手段，并做重复性校验，防止重复提交

b)    网关：同样增加重复性校验，增加限流策略，并通过熔断机制保护整个链路，避免引发雪崩效应

c)    组件：注册中心、缓存、微服务网关均采用集群模式，节点数量 3-5 个

d)       监控：后台通过 apm 等可视化手段做好监控与报警

e)       应用：应用采用容器化部署，k8s 单服务设置 pod 节点 3-5 个

f)     数据库：采用集群方式部署，并采用主备方式保证高可用

g)       资源分配：各类资源应优先保证核心域的正常可用

【设计规范】

1）采用前后分离，客户端采用 Android、IOS、微信小程序，后端使用 Spring Boot，接口采用 Restful 风格。

2）MySQL 使用 Innodb 存储引擎，禁止使用存储过程、触发器，数据库利用 sharding-proxy 做分库，使用 binlog 做主备同步。