架构训练营毕业设计—电商秒杀系统

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 iPhone 12 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。

一、业务基本场景

1、可以从自有 App（包括 iOS 和 Android）和微信小程序注册登录，购买商品；

2、用户即使不登录也可以浏览商品；

3、秒杀活动只能通过登录自有 App 参加，微信小程序上能看到秒杀活动介绍，但是提示需下载 APP 参与；

4、秒杀采用“拍下减库存”的方式，对用户体验会好些；

5、秒杀一般是定时上架，用户可以看到该商品，但是无法点击“立即购买”的按钮，秒杀开始前用户会快速刷新商品页面，访问量很大，在秒杀开始的时候抢先进入下单页面；

6、秒杀时，只有用户提交的第一个订单发送给网站的订单子系统；

7、秒杀活动是一种营销手段，不能影响商城的日常应用。

二、存储架构设计

1、秒杀系统存储性能估算

【注册】

日活大约 100 万用户，假设日活占用户总数的 20%，则实际用户约为 500 万，假设秒杀活动吸引 10 万新用户注册。

【登录】

日活大约 100 万用户，假设秒杀活动吸引 200 万用户参加，则需要存储 200 万条用户的登录信息。

【商品信息】

需要存储的商品有（ 10 个品类 ）*（每个品类不超过 20 个） = 200 条。

参与秒杀的用户会快速刷新商品页面，假设每个用户刷新 10 次，则商品信息的请求次数是 200 万*10=2000 万。

【订单】

秒杀商品有（ 1000 个充电宝）+ （10 台 iPhone 12） = 1010 个，所以秒杀订单有 1010 条。

假设当天的用户平均有 1 条订单，则当天的订单数据有 200 万 条，每个用户查询订单 2 次，则有 400 万 条订单查询请求。

2、存储架构设计

三、计算架构设计

1、秒杀系统计算性能估算

【注册】

假设秒杀活动吸引 10 万新用户注册。

【登录】

假设 200 万用户参加，集中在秒杀前 1 小时登录，则登录 TPS 均值：200 万 /3600 = 556。

【商品信息】

参与秒杀的用户会快速刷新商品页面，假设每个用户刷新 10 次，且集中在秒杀前 1 小时，

则查看商品信息的 QPS 是 200 万*10/60*60 = 5556。

【订单】

每个用户发出一个秒杀订单请求，假设集中在秒杀开始后的 5s 内，则秒杀订单请求的 TPS=200 万/5=40 万。

由于秒杀商品只有 1010 个，最终有效的秒杀订单只有 1010 条。

假设当天的用户平均有 1 条订单，则当天的订单数据有 200 万 条，假设订单集中在秒杀开始前 1 小时，

则生成订单的 TPS = 200 万/3600 = 556。

假设用户在秒杀结束后 1 小时内查询订单 2 次，则订单查询请求的 TPS=200 万*2/3600=1111。

2、计算架构之负载均衡

3、计算架构之缓存架构

【下载 App】

假设参加秒杀活动的用户中有 10%没有下载过 App(大小为 50MB)，且集中在秒杀开始前 1 小时下载，则需要的带宽为 20 万*50MB/3600s=2778MB/s，用 CDN 缓存。

【秒杀页面】

秒杀前，用户会不断刷新秒杀页面，造成大量页面请求，为了减轻服务端的压力，秒杀页面一般设计成静态页面，跟普通的商品详情页分开，缓存在 App、CDN 上。这样刷新秒杀页面产生的请求，只有少部分动态验证请求到达服务端，减轻了服务端的压力。

四、高可用架构设计

1. 秒杀活动非常态，是一种营销手段，持续时间短，但是会产生比平时大数十倍的页面访问流量和下单流量，如果将秒杀活动和商城的普通应用部署在一起，可能会对日常业务造成冲击，为了提高可用性，

可以将秒杀系统独立部署，甚至使用独立域名，使其完全隔离。

2.由于秒杀请求的 TPS 非常大，可以使用排队架构，收到请求后并不立即处理，而是将请求放入队列，系统根据能力异步处理。

五、可扩展架构设计

技术团队以 Java 为主，已经落地了微服务架构，可以选择 Spring Cloud 作为微服务基础框架。