秒殺活動(dòng)可以說在互聯(lián)網(wǎng)上隨處可見，從12306搶票，到聚劃算搶購，我們生活的方方面面都可以看到秒殺的身影。秒殺的架構(gòu)設(shè)計(jì)也是對(duì)于一個(gè)架構(gòu)師架構(gòu)設(shè)計(jì)能力的一次考驗(yàn)。本文的目的并不在于提供一個(gè)可以直接落地的設(shè)計(jì)方案，而是意在提供一個(gè)簡單的方法，一個(gè)思路，使大家能夠?qū)τ诿霘⒈澈蟮囊恍┰O(shè)計(jì)有更感性的認(rèn)識(shí), 并且可以自己親自動(dòng)手實(shí)踐一下。所有的配置及源碼都在本文最后的GitHub repository中可以找到。

首先，先簡單介紹下本文中會(huì)涉及到的一些組件，如下圖所示：

JMeter：用JMeter來模擬秒殺活動(dòng)中大量并發(fā)的用戶請(qǐng)求

Seckill Service：基于Nodejs使用Express實(shí)現(xiàn)的秒殺service，圖中的步驟2，3，4都是在這個(gè)service中處理的

Redis：一個(gè)Redis的docker container，在其中保存一個(gè)名為counter的數(shù)據(jù)來表示當(dāng)前剩余的庫存大小

Kafka: 一個(gè)Kafka的docker container，其實(shí)這里還有一個(gè)zookeeper的docker container，Kafka用zookeeper來存放一些元數(shù)據(jù)，在程序中并沒有涉及到，所以也就不單獨(dú)列出來說了。Seckill service在更新完Redis之后，會(huì)發(fā)送一條消息給Kafka表示一次成功的秒殺

Seckill Kafka Consumer: 基于Nodejs的Kafka consumer，會(huì)從Kafka中去獲取秒殺成功的消息，處理并且存儲(chǔ)到MySQL中

MySQL：一個(gè)MySQL的docker container，最終秒殺成功的請(qǐng)求都會(huì)對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)庫表中的一條記錄

環(huán)境搭建

1 . 安裝JMeter
從官網(wǎng)下載一個(gè)JMeter的binary包，執(zhí)行bin目錄下的jmeter即可啟動(dòng)，啟動(dòng)后如下圖新建一個(gè)名為Seckill的Thread Group，并且設(shè)置在5s內(nèi)發(fā)起2000次并發(fā)請(qǐng)求。

在這個(gè)Thread Group下新建一個(gè)Http Request的Sampler并命名為Seckill，按下圖配置host name，port number，http request method以及request path

2 . 安裝Redis，Kafka, Zookeeper和MySQL
為了方便搭建環(huán)境，這幾個(gè)組件會(huì)以docker container的形式啟動(dòng)。在此之前需要去Docker官網(wǎng)下載并安裝Docker Engine，Docker Machine和Docker Compose。如果是在Windows或者M(jìn)ac上，Docker官網(wǎng)提供Docker For Windows／Docker For Mac安裝程序，可以很方便的把這3個(gè)組件安裝好。

3 . 編寫Docker Compose文件
創(chuàng)建一個(gè)Seckill項(xiàng)目文件夾，新建一個(gè)docker-compose.yml文件，內(nèi)容如下：

配置文件中一共配置了4個(gè)services對(duì)應(yīng)4個(gè)docker container，分別是zookeeper，kafka，redis以及mysql。這里有兩個(gè)地方需要設(shè)置成你實(shí)際環(huán)境的值，一個(gè)是kafka配置下面的KAFKA_ADVERTISED_HOST_NAME字段，這個(gè)需要設(shè)置成本地機(jī)器的IP。另一個(gè)是MYSQL配置下面的MYSQL_ROOT_PASSWORD，你可以設(shè)置成你想要的任何值。

創(chuàng)建好這個(gè)文件之后，就可以去命令行項(xiàng)目根目錄中執(zhí)行docker-compose up，docker engine就會(huì)把上面配置的這4個(gè)組件全部啟動(dòng)起來。

注意：在啟動(dòng)完之后，需要去Kafka容器中創(chuàng)建一個(gè)名為CAR_NUMBER的topic，去Redis容器中創(chuàng)建一個(gè)名為counter的計(jì)數(shù)器(設(shè)置值為100，代表庫存初始值為100)，去MySQL容器中創(chuàng)建一個(gè)名為seckill的數(shù)據(jù)表(包含一個(gè)自增長的id自段和一個(gè)timestamp格式的date字段)。

代碼片段

1 . Seckill Service

第1-8行，引入了程序需要用到的對(duì)象，nodejs的mvc框架express, redis, kafka等

第10行，利用express提供的方法暴露出一個(gè)path為/seckill的POST方法

第12行，定義了一個(gè)方法，在54行會(huì)調(diào)用

第13-22行，新建了一個(gè)redis client并且監(jiān)聽error事件

第23行，這行代碼非常關(guān)鍵，它的作用是讓redis cilent監(jiān)視r(shí)edis中的counter值，之后會(huì)啟動(dòng)一個(gè)事務(wù)，如果在事務(wù)提交的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有其它c(diǎn)lient修改了counter值的話，就會(huì)放棄這個(gè)事務(wù)。

第24行，通過redis client的異步方法獲取counter的值，因?yàn)閞edis的get操作是原子的，所以在這里不用擔(dān)心有并發(fā)讀寫的問題。

第25-28行，判斷返回的庫存值是否大于0，如果大于0，通過client.multi()啟動(dòng)一個(gè)事務(wù)，通過decr()方法將counter值減1，最后通過exec()方法提交事務(wù)；如果小于0，則執(zhí)行第47行，打印賣完了并且關(guān)閉redis client。

第29-46行，這里我們看一下multi.exec()中的這個(gè)回調(diào)方法。在前面我們已經(jīng)使用watch對(duì)counter進(jìn)行了監(jiān)視。如果在事務(wù)提交過程中有其它c(diǎn)lient修改了counter值的話，回調(diào)方法中的replies參數(shù)就會(huì)是null，可以看到第29-31行，程序會(huì)打印“可能有沖突”并且再次調(diào)用fn方法重試。
如果replies的值不為null，就會(huì)使用kafka的producer發(fā)送一條message到CAR_NUMBER topic。

2 . seckill_kafka_consumer

這里的代碼就比較簡單了，會(huì)初始化一個(gè)kafka consumer監(jiān)聽CAR_NUMBER topic，對(duì)于新獲取的消息會(huì)去MySQL的seckill表里插入一條記錄。

操作步驟

啟動(dòng)docker container

啟動(dòng)Seckill_Service

啟動(dòng)seckill_kafka_consumer

啟動(dòng)JMeter發(fā)送2000個(gè)并發(fā)請(qǐng)求

結(jié)果 JMeter request results

Redis counter field

MySQL seckill table

可以看到，最后redis中的counter變成0，seckill數(shù)據(jù)表中會(huì)插入100條記錄，沒有發(fā)生超賣或者少賣的情況。當(dāng)然在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境場(chǎng)景中，還有許多其它需要考慮的地方，希望此文可以起到一個(gè)拋磚引玉的作用，幫助大家更好的理解秒殺場(chǎng)景。

項(xiàng)目GitHub地址: MockSecKill