系统设计

本文来源于第五届字节跳动青训营活动，已收录到系统设计 | 青训营笔记 - 掘金 (juejin.cn) ，主要记录了对秒杀系统设计的学习

系统设计之秒杀系统

1.系统设计方法论

系统设计的思考问题

• 为什么要做系统设计
• 系统设计的定义是什么
• 怎么做系统设计，如何落地一个系统
• 系统功能实现之后，如何分析瓶颈并优化
• 如何验证系统的可用性和稳定性

系统设计的目的

对个人

• 面试
• 个人能力提升
• 拓展技术视野

对工作

• 业务驱动
• 系统重构
• 突破和创新

系统评估角度

可用性、易用性、可维护性、安全性、性能、扩展性、耦合性、伸缩性

系统设计的定义

系统

• 关联的个体
• 规则运作
• 组成工作的整体

设计

• 设想和计划
• 目的
• 过程安排

系统设计是为了达成某种目的，通过个体组成整体的过程

系统设计的流程

• 场景：用什么系统，需要哪些功能，多大的并发量
• 存储：数据如何组织，SQL 存储，NoSQL 存储
• 服务：业务功能实现和逻辑整合
• 扩展：解决设计缺陷，提高鲁棒性、扩展性

系统瓶颈的发现

方法角度

• 火焰图分析
• 链路追踪
• 性能测试

如何保证系统的可用性和稳定性

• 链路梳理：核心链路、流量漏洞、强弱依赖
• 可观测性：链路追踪、核心监控、业务报警
• 全链路测试：压力测试、负载测试、容量测试
• 稳定性控制：系统限流、业务兜底、熔断降级
• 容灾演练：混沌工程、应急手册、容灾预案

2.电商秒杀业务介绍

电商介绍

• 供给侧：商品、商家、供应链
• 消费侧：消费者、用户、流量来源
• 交易环境：线下商城、线上电商

进一步分析

• 商品：具有交易价值和属性的信息载体。

• 关于电商涉及到两个概念：SPU 和 SKU

  SPU(Standard Product Unit)：标准化产品单元。是商品信息聚合的最小单位，是一组可复用、易检索的标准化信息的集合，该集合描述了一个产品的特性。通俗点讲，属性值、特性相同的商品就可以称为一个SPU

  SKU(Stock Keeping Unit): 库存量单位。SKU即库存进出计量的单位， 可以是以件、盒、托盘等为单位

秒杀业务的特点

• 瞬时流量高
• 读多写少
• 实时性要求高

秒杀业务的难点

高性能、资源成本、扩展性、防止超卖、反欺诈、鲁棒性、流量管控

设计秒杀系统

场景（Scenario）

• 功能：秒杀活动发布、秒杀商品详情、秒杀下单
• 并发：万人参与秒杀、QPS 1w+、TPS 1k+

存储（Storage）

MySQL —> Redis —> Localcache

服务（Service）

• 子服务：用户服务、风控服务、活动服务、订单服务

• 基础组件：ID 生成器、缓存组件、MQ 组件、限流组件

扩展（Scale）

• 流量隔离、CDN、缓存优化、流量管控（例如基于速率或信号控制、限流、拦截、过滤以及设置机房流量配比等）
• 数据库扩展、服务·水平扩展、MQ 扩展、Redis 扩展、服务垂直扩展

系统架构

• 用户层：WEB、IOS、Android
• 接入层：Nginx
• 应用层：发布活动、秒杀详情、秒杀下单、ID 生成器、限流组件、MQ 组件、Cache 组件
• 基础层：Redis、RocketMQ、MySQL

3.实践

流程图

4.总结

• 服务无状态

• 批量写入

• 最终一致性

参考资料

鲁棒性的含义以及如何提高模型的鲁棒性 - 知乎 (zhihu.com)

浅谈电商中的spu和sku - 知乎 (zhihu.com)