秒杀项目总结
seckill-demo
秒杀练习项目：主要目的是通过本项目练习SpingBoot学习过程中所学知识，逐渐将学习到的技能融合至项目中.
github地址：seckill-demo
目录
1 项目框架搭建
1.1 SpringBoot环境搭建
正常搭建SpringBoot项目，勾选Web、Lombok、Thymeleaf、Spring Data JDBC等组件，后续随着项目进行会引入其他组件。
1.2 集成Thymeleaf, RespBean
Thymeleaf作为模板引擎，在创建项目时候已经引入，后续直接使用即可。
RespBean的目的是定义公共返回对象枚举，可以用作为用户在登录页面时的消息返回值类型。
1.3 Mybatis-plus
本项目中使用Mybatis-plus逆向生成工具类生成mapper、service、serviceImpl、pojo、等文件。
详情逆向生成代码可见Mybatis-plus代码生成器（旧）
2 分布式会话
实现分布式会话的意义：将用户登录后生成的cookie保存下来，登录跳转后返回给goodsList页面，前面使用了model的方式传递用户cookie，后面引入了redis实现分布式session。
为什么要使用分布式session？
用户登录信息在tomcat1上保存，由于Nginx默认的负载均衡策略时轮询机制反向代码请求转发，在Tomcat上没有用户信息，通过分布式session将用户信息保存在缓存中间件redis中。这样，可以使用户信息在Tomcat上同步。
2.1 用户登录
本部分主要涉及数据库设计、前端密码存储二次加密、登录参数校验、全局异常处理等工作。
a. 设计数据库
表设计：
用户表
| id | nickname | pwd | salt | head | register_date | last_login_date | login_count |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| phone | 昵称 | MD5 | 盐（加密） | 头像 | 注册时间 | 最后登录时间 | 登录次数 |
create table `t_user` (
`id` bigint(20) not null comment '用户ID,mobilephone',
`nickname` varchar(255) not null,
`password` varchar(32) not null comment 'MD5(MD5(pwd明文+固定salt)+salt)',
`salt` varchar(10) default null,
`head` varchar(128) default null,
`register_date` datetime dafault null,
`last_login_date` datetime dafault null,
`login_count` int(11) default '0',
primary key(`id`)
)engine=innodb default charset=utf8;
商品表
| id | goods_name | goods_title | goods_img | goods_detail | goods_price | goods_stock |
|---|---|---|---|---|---|---|
CREATE TABLE `t_goods` (
`id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '商品id',
`goods_name` VARCHAR(16) DEFAULT NULL COMMENT '商品名称',
`goods_title` VARCHAR(64) DEFAULT NULL COMMENT '商品标题',
`goods_img` VARCHAR(64) DEFAULT NULL COMMENT '商品图片',
`goods_detail` LONGTEXT COMMENT '商品详情',
`goods_price` DECIMAL(10,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '商品价格',
`goods_stock` INT(11) DEFAULT '0' COMMENT '商品库存,-1表示无限制',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
订单表
| id | user_id | goods_id | deliver_addr | goods_name | goods_count | goods_price | order_channel | status | create_date | pay_time |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CREATE TABLE `t_order` (
`id` BIGINT(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '订单id',
`user_id` BIGINT(20) DEFAULT NULL COMMENT '用户id',
`goods_id` BIGINT(20) DEFAULT NULL COMMENT '商品id',
`delivery_addr_id` BIGINT(20) DEFAULT NULL COMMENT '收货地址id',
`goods_name` VARCHAR(16) DEFAULT NULL COMMENT '冗余过来的商品名称',
`goods_count` INT(11) DEFAULT '0' COMMENT '商品数量',
`goods_price` DECIMAL(10,2) DEFAULT '0.00' COMMENT '商品单价',
`order_channel` TINYINT(4) DEFAULT '0' COMMENT '1pc,2android,3ios',
`status` TINYINT(4) DEFAULT '0' COMMENT '订单状态,0 1 2 3 4 5',
`create_date` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '订单创建时间',
`pay_time` DATETIME DEFAULT NULL COMMENT '支付时间',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=12 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
秒杀商品表
| id | goods_id | seckill_price | stock_count | start_date | stop_date |
|---|---|---|---|---|---|
| 主键id | 商品id | 商品价格 | 库存 | 开始时间 | 结束时间 |
create table `t_seckill_goods`(
`id` bigint(20) not null auto_increment,
`goods_id` bigint(20) default null,
`seckill_price` decimal(12,0) default '0',
`stock_count` int(10) default null,
`start_date` datetime default null,
`stop_date` datetime default null,
primary key(`id`)
)engine=innodb auto_increment=3 default charset=utf8mb4;
秒杀订单表
| id | user_id | order_id | goods_id |
|---|---|---|---|
| 主键id | 用户id | 订单id | 商品id |
create table `t_seckill_order`(
`id` bigint(20) not null auto_increment,
`user_id` bigint(20) default null,
`order_id` bigint(20) default null,
`goods_id` bigint(20) default null,
primary key (`id`)
)engine=innodb auto_increment=3 default charset=utf8mb4;
b. 明文密码二次MD5加密
参考MD5Utils.java具体实现.
因为http是明文传输的，也就是中间的路由可以看到我们用户提交的帐号密码信息，因此我们选择对用户的密码进行MD5加密。
使用两次MD5加密：
客户端：PASS=MD5（密码+固定Salt）在前端实现。防止用户密码直接在网络中传输。
服务端：PASS=MD5（用户输入+随机salt）在后端实现。防止数据库泄露用户密码。
c. 参数校验
对用户登录时的手机号做验证
注:本部分需要引入validator依赖
1.新建@IsMobile注解
/**
* @description 自定义注解
* @author Chenhf
* @date 2022/7/1 16:40
*/
@Target({ METHOD, FIELD, ANNOTATION_TYPE, CONSTRUCTOR, PARAMETER, TYPE_USE })
@Retention(RUNTIME)
@Documented
@Constraint(validatedBy = {IsMobileValidator.class})
public @interface IsMobile {
//加required
boolean required() default true;
String message() default "手机号码格式错误";
Class<?>[] groups() default { };
Class<? extends Payload>[] payload() default { };
}
2.定义注解校验逻辑实现
/**
* @description: 手机号码校验规则
* @className: IsMobileValidator
* @author: Chenhf
* @date: 2022/7/1 16:43
* @version: 1.0
*/
public class IsMobileValidator implements ConstraintValidator<IsMobile, String> {
private boolean required = false;
@Override
public void initialize(IsMobile constraintAnnotation) {
required = constraintAnnotation.required();
}
//自定义注解IsMobile的校验规则
@Override
public boolean isValid(String value, ConstraintValidatorContext context) {
if (required){
return ValidatorUtil.isMobile(value);
}else {
if (StringUtils.isEmpty(value)) {
return true;
}else {
return ValidatorUtil.isMobile(value);
}
}
}
}
3.ValidatorUtil里面使用正则表达式判断
/**
* @description: 校验工具类
* @className: ValidatorUtil
* @author: Chenhf
* @date: 2022/6/30 19:36
* @version: 1.0
*/
public class ValidatorUtil {
//手机号位数校验
private static final Pattern mobile_pattern = Pattern.compile("[1]([3-9])[0-9]{9}$");
public static boolean isMobile(String mobile){
//为空直接返回
if (StringUtils.isEmpty(mobile)){
return false;
}
//根据Pattern.compile的规则校验mobile，返回boolean类型
Matcher matcher = mobile_pattern.matcher(mobile);
return matcher.matches();
}
}
4.在需要对参数校验的Controller中添加@Valid注解,登录的实体类LoginVo手机号属性添加我们自定义的@IsMobile注解
@RequestMapping("/doLogin")
@ResponseBody
//加入validation校验功能
public RespBean doLogin(@Valid LoginVo loginVo, HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
//用来测试用户输入
//log.info("{}",loginVo);
//Controller调用service
return userService.doLogin(loginVo, request, response);
}
@Data
@SuppressWarnings("all")
public class LoginVo {
//使用validation组件, 减少代码冗余
@NotNull()
//创建的自定义组件
@IsMobile
private String mobile;
@NotNull
@Length(min=32)
private String password;
}
d.全局异常处理
在前面RespBean定义了公共返回对象枚举，可以用作为用户在登录页面时的消息返回值类型。
这里定义全局异常处理,返回的就是一个responseBody
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class GlobalException extends RuntimeException {
private RespBeanEnum respBeanEnum;
}
//返回的就是一个responseBody
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
@ExceptionHandler(Exception.class)
public RespBean ExceptionHandler(Exception e) {
if (e instanceof GlobalException) {
GlobalException ex = (GlobalException) e;
return RespBean.error(ex.getRespBeanEnum());
} else if (e instanceof BindException) {
BindException ex = (BindException) e;
RespBean respBean = RespBean.error(RespBeanEnum.BIND_ERROR);
respBean.setMessage("参数校验异常：" + ex.getBindingResult().getAllErrors().get(0).getDefaultMessage());
return respBean;
}
return RespBean.error(RespBeanEnum.ERROR);
}
}
2.2 共享Session（主要为用户session）
共享session需要同时满足a.b.两部分
a. SpringSession
引入SpringSession较简单,引入spring-session依赖即可
<!--Spring Session依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.session</groupId>
<artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
</dependency>
b. Redis
<!--springboot-data-redis依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
3 功能开发
主要描述goodsList和goodsDetails后端实现
3.1 商品列表功能
@RequestMapping(value = "/toList", produces = "text/html;charset=utf-8")
@ResponseBody
public String toList(Model model, User user,HttpServletRequest request,HttpServletResponse response) {
//通过redis valueOperations获取页面
//redis中获取页面,如果不为空直接返回页面
ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
String html = (String) valueOperations.get("goodsList");
if (!StringUtils.isEmpty(html)){
return html;
}
model.addAttribute("user",user);
model.addAttribute("goodsList", goodsService.findGoodsVo());
//return "goodsList";
//如果页面为null,手动渲染存入redis返回
WebContext context = new WebContext(request, response,request.getServletContext(), request.getLocale(),
model.asMap());
html = thymeleafViewResolver.getTemplateEngine().process("goodsList", context);
if (!StringUtils.isEmpty(html)){
valueOperations.set("goodsList",html,60, TimeUnit.SECONDS);
}
return html;
}
3.2 商品详情
@RequestMapping("/detail/{goodsId}")
@ResponseBody
//相当于返回一个对象
public RespBean toDetail(Model model, User user, @PathVariable Long goodsId){
GoodsVo goodsVo = goodsService.findGoodsVoByGoodsId(goodsId);
//定义秒杀状态
Date startDate = goodsVo.getStartDate();
Date endDate = goodsVo.getEndDate();
Date nowDate = new Date();
int seckillStatus = 0;
//秒杀倒计时
int remainSeconds = 0;
if (nowDate.before(startDate)){
remainSeconds = ((int) ((startDate.getTime() - nowDate.getTime()) / 1000));
} else if (nowDate.after(endDate)){
seckillStatus = 2;
remainSeconds = -1;
} else {
seckillStatus = 1;
remainSeconds = 0;
}
//做了一个公共的返回对象,之前通过model传参,后面通过DetailVo传参
DetailVo detailVo = new DetailVo();
detailVo.setUser(user);
detailVo.setGoodsVo(goodsVo);
detailVo.setSeckillStatus(seckillStatus);
detailVo.setRemainSeconds(remainSeconds);
return RespBean.success(detailVo);
}
3.3 秒杀
//跳转秒杀页面
@RequestMapping(value = "/{path}/doSeckill", method = RequestMethod.POST)
@ResponseBody
public RespBean doSecKill(@PathVariable String path, User user, Long goodsId){
if (user==null){
return RespBean.error(RespBeanEnum.SESSION_ERROR);
}
//1.实现after引入库存,通过redis操作
ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
Boolean check = orderService.checkPath(user, path, goodsId);
if(!check) {
return RespBean.error(RespBeanEnum.PATH_ERROR);
}
//判断是否重复抢购, t_seckill_order添加唯一索引user_id和goods_id
//2.存入redis在这里获取秒杀订单,在系统初始化时就把商品库存加载到redis中,通过redis预减库存,减少数据库操作
SeckillOrder seckillOrder = (SeckillOrder) redisTemplate.opsForValue().get("order:" + user.getId() + ":" + goodsId);
if (seckillOrder!=null){
return RespBean.error(RespBeanEnum.REPEATE_ERROR);
}
//通过内存标记减少redis访问
if (EmptyStockMap.get(goodsId)){
return RespBean.error(RespBeanEnum.EMPTY_STOCK);
}
//3.decrement是原子性的,用它来预减库存操作
//Long stock = valueOperations.decrement("seckillGoods:" + goodsId);
//分布式锁预减库存
Long stock = (Long) redisTemplate.execute(script, Collections.singletonList("seckillGoods:" + goodsId), Collections.EMPTY_LIST);
if(stock == 0) {
EmptyStockMap.put(goodsId, true);
valueOperations.increment("seckillGoods:"+goodsId);//由于递减之后是一个负数,这里递加为零
return RespBean.error(RespBeanEnum.EMPTY_STOCK);
}
//4.下单流程,将用户信息及下单商品ID放入RabbitMQ中
//用户信息及下单商品ID对象
SeckillMessage seckillMessage = new SeckillMessage(user, goodsId);
//对象转为字符串
mqSender.sendSeckillMessage(JSON.toJSONString(seckillMessage));
//秒杀订单进入排队状态
return RespBean.success(0);
}
3.4 订单详情
@RequestMapping("/detail")
@ResponseBody
public RespBean detail(User user, Long orderId){
if (user == null){
return RespBean.error(RespBeanEnum.SESSION_ERROR);
}
OrderDetailVo detail = orderService.detail(orderId);
return RespBean.success(detail);
}
4 系统压测
使用Jmeter进行压力测试,测试接口的QPS.
4.1 Jmeter
Jmeter是Apache的一个开源测试工具.可以对系统接口进行测试及模拟压力测试
配置好之后就可以在本地进行测试
4.2 自定义变量模拟多用户
参考UserUtil工具类实现模拟多用户测试,使用JDBC生成多用户插入数据库进行测试.
4.3 Jmeter命令行使用
如4.1部分中对Jmeter进行配置,配置完成之后将文件导出,保存为jmx文件,在Linux系统中运行jar包,使用脚本进行测试.
# 生成报告 first.jmx生成的Jmter配置文件 result聚合报告结果
./jmeter.sh -n -t first.jmx -l result.jtl
完成之后将result.jtl导出察看测试结果
4.4 正式压测
a. 商量列表
b. 秒杀
5 页面优化
对页面进行优化,优化访问速度
5.1 页面缓存+URL缓存+对象缓存
GoodsController中对商品列表页使用redis优化了商品处理页.
通过redis valueOperations获取页面,如果页面不为空直接返回
ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
String html = (String) valueOperations.get("goodsList");
if (!StringUtils.isEmpty(html)){
return html;
}
如果页面为空,手动渲染存入redis返回
//获取上下文
WebContext context = new WebContext(request, response,request.getServletContext(), request.getLocale(),
model.asMap());
html = thymeleafViewResolver.getTemplateEngine().process("goodsList", context);
if (!StringUtils.isEmpty(html)){
valueOperations.set("goodsList",html,60, TimeUnit.SECONDS);
}
return html;
5.2 页面静态化, 前后端分离
goodsDetail和orderDetail进行了页面静态化,前后端分离的操作.
5.3 静态资源优化
采用对象缓存的方式,将页面在服务器缓存好,只传输数据对象.
@RequestMapping("/detail/{goodsId}")
@ResponseBody
//相当于返回一个对象
public RespBean toDetail(Model model, User user, @PathVariable Long goodsId){
GoodsVo goodsVo = goodsService.findGoodsVoByGoodsId(goodsId);
//定义秒杀状态
Date startDate = goodsVo.getStartDate();
Date endDate = goodsVo.getEndDate();
Date nowDate = new Date();
int seckillStatus = 0;
//秒杀倒计时
int remainSeconds = 0;
if (nowDate.before(startDate)){
remainSeconds = ((int) ((startDate.getTime() - nowDate.getTime()) / 1000));
} else if (nowDate.after(endDate)){
seckillStatus = 2;
remainSeconds = -1;
} else {
seckillStatus = 1;
remainSeconds = 0;
}
//做了一个公共的返回对象,之前通过model传参,后面通过DetailVo传参
DetailVo detailVo = new DetailVo();
detailVo.setUser(user);
detailVo.setGoodsVo(goodsVo);
detailVo.setSeckillStatus(seckillStatus);
detailVo.setRemainSeconds(remainSeconds);
return RespBean.success(detailVo);
}
5.4 CDN优化
6 接口优化
添加redis作为缓存优化.
QPS最大的瓶颈在于对数据库的操作,频繁读取数据库压力很大,需要对数据进行缓存,我们通过对数据库的操作提取放到缓存中使用减少数据库的访问,提高用户访问效率,减小数据库压力.虽然加入了缓存,读取页面仍然需要与数据库进行交互,所以采用redis预减库存.
6.1 Redis预减库存减少数据库的访问
初始化时将商品库通过goodsVo.getStockCount存加载到redis中,通过redis扣减库存, 这样就可以较少数据库的访问
@Override
public void afterPropertiesSet() throws Exception {
List<GoodsVo> list = goodsService.findGoodsVo();
if (CollectionUtils.isEmpty(list)){
return ;
}
ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();
for (GoodsVo goodsVo : list){
valueOperations.set("seckillGoods:"+goodsVo.getId(), goodsVo.getStockCount());
EmptyStockMap.put(goodsVo.getId(), false);
}
}
6.2 内存标记减少Redis的访问
为了减少对redis缓存的访问,采用内存标记的方式减少redis的访问.
private Map<Long,Boolean> EmptyStockMap = new HashMap<>();
//通过内存标记减少redis访问
if (EmptyStockMap.get(goodsId)){
return RespBean.error(RespBeanEnum.EMPTY_STOCK);
}
6.3 RabbitMQ异步下单
因为当系统并发量达到时候, 服务器资源有限, 坑不住大量的并发, 使下单请求进入队列缓存, 采用RabbitMQ进行下单优化, 异步下单, 客户端轮询秒杀优化并发.
//下单流程,将用户信息及下单商品ID放入RabbitMQ中
//用户信息及下单商品ID对象
SeckillMessage seckillMessage = new SeckillMessage(user, goodsId);
//对象转为字符串
mqSender.sendSeckillMessage(JSON.toJSONString(seckillMessage));
//秒杀订单进入排队状态
return RespBean.success(0);
a. SpringBoot整合RabbitMQ
Linux中Rabbit配置可以参考博客链接
b. 交换机EXCHANG
本项目中采用了topic方式配置rabbitMQ, 既可以实现一对一,也可以实现一对多.
7 安全优化
7.1 秒杀接口地址隐藏
7.2 算术验证码
防止恶意下单操作, 使用算数验证码的方式来控制下单.
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