redis-06 使用 redis 设计秒杀系统
一、场景
我们现在要卖 100件 婴儿纸尿裤，然后我们根据以往这样秒杀活动的数据经验来看，目测来抢这100件纸尿裤的人足足有10万人。
你一听，完了呀，这我们的服务器哪里顶得住啊！说真的直接打DB肯定挂。但是别急嘛，我们在开始之前应该先思考下 会出现哪些问题？
二、问题罗列
2.1、高并发
是的 高并发 这个是我们想都不用想的一个点，一瞬间这么多人进来这不是高并发什么时候是呢？
是吧，秒杀的特点就是这样 时间极短、 瞬间用户量大。
正常的店铺营销都是用极低的价格配合上短信、APP的精准推送，吸引特别多的用户来参与这场秒杀，爽了商家苦了开发呀。
秒杀大家都知道如果真的营销到位，价格诱人，几十万的流量我觉得完全不是问题，那单机的 Redis 我感觉 3-4W 的QPS还是能顶得住的，但是再高了就没办法了，那这个数据随便搞个热销商品的秒杀可能都不止了。
大量的请求进来，我们需要考虑的点就很多了，缓存雪崩，缓存击穿，缓存穿透 这些我之前提到的点都是有可能发生的，出现问题打挂DB那就很难受了，活动失败用户体验差，活动人气没了，最后背锅的还是开发。
2.2、超卖
但凡是个秒杀，都怕 超卖，我这里举例的只是尿不湿，要是换成 100个华为 MatePro30，商家的预算经费卖100个可以赚点还可以造势，结果你写错程序多卖出去200个，你不发货用户投诉你，平台封你店，你发货就血亏，你怎么办？
那最后只能杀个开发祭天解气了，秒杀的价格本来就低了，基本上都是不怎么赚钱的，超卖了就恐怖了呀，所以超卖也是很关键的一个点。
2.3、恶意请求
你这么低的价格，假如我抢到了，我转手卖掉我不是血赚？就算我不卖我也不亏啊，那用户知道，你知道，别的别有用心的人（黑客、黄牛…）肯定也知道的。
那简单啊，我知道你什么时候抢，我搞个几十台机器搞点脚本，我也模拟出来十几万个人左右的请求，那我是不是意味着我基本上有80%的成功率了。
真实情况可能远远不止，因为机器请求的速度比人的手速往往快太多了，每年回家抢高铁票都是秒光的，我也不知道有没有黄牛的功劳。
2.4、链接暴露
前面几个问题大家可能都很好理解，一看到这个有的小伙伴可能会比较疑惑，啥是 链接暴露 呀？
懂点行的仔都可以打开谷歌的开发者模式，然后看看你的网页代码，有的就有URL，可以点击一下查看你的请求地址啊，不过你好像可以对按钮在秒杀前置灰。
不管怎么样子都有危险，撇开外面的所有的东西你都挡住了，你卖这个东西实在便宜得过分，有诱惑力，你能保证开发不动心？开发知道地址，在秒杀的时候自己提前请求...
开发：怎么TM又是我
2.5、数据库打挂
每秒上万甚至十几万的QPS（每秒请求数）直接打到数据库，基本上都要把库打挂掉，而且你服务不单单是做秒杀的还涉及其他的业务，你没做 降级、限流、熔断 啥的，别的一起挂，小公司的话可能 全站崩溃404。
反正不管你秒杀怎么挂，你别把别的搞挂了对吧，搞挂了就不是杀一个程序员能搞定的。
程序员：我TM好难啊！
三、问题解决
3.1、服务单一职责
设计个能抗住高并发的系统，我觉得还是得 单一职责。
什么意思呢，大家都知道现在设计都是 微服务的设计思想，然后再用 分布式的部署方式
也就是我们下单是有个订单服务，用户登录管理等有个用户服务等等，那为啥我们不给秒杀也开个服务，我们把秒杀的代码业务逻辑放一起。
单独给他建立一个数据库，现在的互联网架构部署都是 分库 的，一样的就是订单服务对应订单库，秒杀我们也给他建立自己的秒杀库。
至于表就看大家怎么设计了，该设置索引的地方还是要设置索引的，建完后记得用 explain 看看 SQL 的执行计划。
单一职责的好处就是就算秒杀没抗住，秒杀库崩了，服务挂了，也不会影响到其他的服务。（强行高可用）
3.2、秒杀链接加盐
我们上面说了链接要是提前暴露出去可能有人直接访问url就提前秒杀了，那又有小伙伴要说了我做个时间的校验就好了呀，那我告诉你，知道链接的地址比起页面人工点击的还是有很大优势。
我知道url了，那我通过程序不断获取最新的北京时间，可以达到毫秒级别的，我就在00毫秒的时候请求，我敢说绝对比你人工点的成功率大太多了，而且我可以一毫秒发送N次请求，搞不好你卖100个产品我全拿了。
那这种情况怎么避免？
简单，把 URL 动态化，就连写代码的人都不知道，你就通过MD5之类的加密算法加密随机的字符串去做url，然后通过前端代码获取url后台校验才能通过。
准备了一个简单的url加密给大家尝尝鲜，还不 点个赞？
3.3、Redis 集群
之前不是说单机的 Redis 顶不住嘛，那简单多找几个兄弟啊，秒杀本来就是读多写少，那你们是不是瞬间想起来 Redis集群，主从同步、读写分离，我们还搞点 哨兵，开启 持久化 直接无敌高可用！
3.4、nginx负载均衡
Nginx 大家想必都不陌生了吧，这玩意是 高性能的web服务器，并发也随便顶几万不是梦，但是我们的 Tomcat 只能顶几百的并发呀，那简单呀 负载均衡 嘛，一台服务几百，那就多搞点，在秒杀的时候多租点 流量机。
这样一对比是不是觉得你的集群能顶很多了。
恶意请求拦截 也需要用到它，一般单个用户请求次数太夸张，不像人为的请求在网关那一层就被拦截掉了，不然请求多了他抢不抢得到是一回事，服务器压力上去了，可能占用网络带宽或者把 服务器打崩、缓存击穿 等等。
3.5、资源静态化
秒杀一般都是特定的商品还有页面模板，现在一般都是前后端分离的，所以页面一般都是不会经过后端的，但是前端也要自己的服务器啊，那就把能提前放入 cdn服务器 的东西都放进去，反正把所有能提升效率的步骤都做一下，减少真正秒杀时候服务器的压力。
3.6、按钮控制
大家有没有发现没到秒杀前，一般按钮都是 置灰 的，只有时间到了，才能点击。
这是因为怕大家在时间快到的最后几秒秒疯狂请求服务器，然后还没到秒杀的时候基本上服务器就挂了。
这个时候就需要前端的配合，定时去请求你的后端服务器，获取最新的北京时间，到时间点再给按钮可用状态。
按钮可以点击之后也得给他置灰几秒，不然他一样在开始之后一直点的。你敢说你们秒杀的时候不是这样的？
3.7、限流
限流这里我觉得应该分为 前端限流 和 后端限流。
前端限流：这个很简单，一般秒杀不会让你一直点的，一般都是点击一下或者两下然后几秒之后才可以继续点击，这也是保护服务器的一种手段。
后端限流：秒杀的时候肯定是涉及到后续的 订单生成 和 支付 等操作，但是都只是成功的幸运儿才会走到那一步，那一旦100个产品卖光了，return 了一个 false，前端直接秒杀结束，然后你后端也关闭后续无效请求的介入了。
Tip：真正的限流还会有限流组件的加入例如：阿里的 Sentinel、Hystrix 等。我这里就不展开了，就说一下物理的限流。
3.8、库存预热
开发：你tm总算为我着想一次了。
那怎么办？
我们都知道数据库顶不住但是他的兄弟非关系型的数据库 Redis 能顶啊！
那不简单了，我们要开始秒杀前你通过定时任务或者运维同学 提前把商品的库存加载到Redis中去，让整个流程都在Redis里面去做，然后等秒杀结束了，再异步的去修改库存就好了。
但是用了Redis就有一个问题了，我们上面说了我们采用主从，就是我们会去读取库存然后再判断然后有库存才去减库存，正常情况没问题，但是高并发的情况问题就很大了。
这里我就不画图了，我本来想画图的，想了半天我觉得语言可能更好表达一点。
多品几遍！！！就比如现在库存只剩下1个了，我们高并发嘛，4个服务器一起查询了发现都是还有1个，那大家都觉得是自己抢到了，就都去扣库存，那结果就变成了-3，是的只有一个是真的抢到了，别的都是超卖的。咋办？
Lua 脚本功能是 Reids在 2.6 版本的最大亮点， 通过内嵌对 Lua 环境的支持， Redis 解决了长久以来不能高效地处理 CAS （check-and-set）命令的缺点， 并且可以通过组合使用多个命令， 轻松实现以前很难实现或者不能高效实现的模式。
Lua脚本是类似Redis事务，有一定的原子性，不会被其他命令插队，可以完成一些Redis事务性的操作。这点是关键。
知道原理了，我们就写一个脚本把判断库存扣减库存的操作都写在一个脚本丢给Redis去做，那到0了后面的都Return False了是吧，一个失败了你修改一个开关，直接挡住所有的请求，然后再做后面的事情嘛。
3.9、限流&降级&熔断&隔离
这个为啥要做呢，不怕一万就怕万一，万一你真的顶不住了，限流，顶不住就挡一部分出去但是不能说不行，降级，降级了还是被打挂了，熔断，至少不要影响别的系统，隔离，你本身就独立的，但是你会调用其他的系统嘛，你快不行了你别拖累兄弟们啊。
3.10、削峰填谷
Tip：可能小伙伴说我们业务达不到这个量级，没必要。但是我想说我们写代码，就不应该写出有逻辑漏洞的代码，至少以后公司体量上去了，老代码还是可以怼上的。
你可以把它放消息队列，然后一点点消费去改库存就好了嘛，不过单个商品其实一次修改就够了，我这里说的是某个点多个商品一起秒杀的场景，像极了双十一零点。
四、总结
最后我就画个完整的流程图给大家收个尾吧！
