一 12306深度优化整体架构

在节假日和春节时候，火车票提前预售。在预售的点会有大量人们抢购车票。由于高并发，导致服务瘫痪。

1.1 解决方案

内存计算余票
异步交易系统(削峰方案)
数据库进行高可用搭建(读写分离)

1.1.1 削峰解决方案

1. 削峰方案:

对于瞬时流量我们最先想到的是中间件进行削峰，把直接调用转化为间接异步推送。中间队列在一瞬间接受流量锋，在另外一端平滑的将消息推送。

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2. 答题：
在下单时候，我们需要答题。因为每个人的答题速度不一样，错开抢票时间。

3. 分时间段发放票：
将票分多个时间段进行发放

1.1.2 数据同步方案架构

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后台管理员按照日期生成乘车计划、座位信息、车次信息，并通过logstash将数据同步到ES和redis中。

二 用户下单分析

用户在下单时候，用户经历下单、扣库存、支付。在高并发场景下保证，车票不多买也不少卖，且支付后车票真实有效。

2.1 对下单操作分析(异步下单的优势)

1. 方案一

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用户在下单完，立马扣除库存，等待用户支付。且创建订单和扣除库存是原子操作。能保证不超卖问题。
方案问题：

在极度并发请求下，每次创建订单对内存操作对性能影响很大。订单数据需要保存到数据库，对数据库压力很大。
如果很多人下了订单，但是不支付。会导致很多票没有卖掉。

2. 方案二

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在极度并发场景下，库存减为0时候，很多用户抢到订单却不能支付。而且也不能避免数据的IO操作。

3. 方案三

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用户选择乘车计划，点击下单-->进入下单服务集群中，--》判断redis库存是否充足，否(直接响应票已售空)、是(预扣库存)-》把下单信息
发送给mq，es同步库存信息-》如果用户支付，订单处理服务进行订单信息入库，并响应成功信息。如果超时未支付，redis进行库存回退，es进行库存回退。

2.1 下单操作

2.1.1 nginx进行限流配置

为了防止一些抢票助手发送无用请求，采用nginx进行限流操作。

1. 限制访问频率：
limit_req_zone:单位时间内请求数，采用漏斗算法。

2. 限制并发连接数：
limit_conn_zone：同一时间的连接数。

2.1.2 下单流程

1. 订单生成：
预扣库存
找对应日期对应车次对应座位类型的乘车计划库存(站票，坐票，硬卧、软卧等)，进行库存扣减。

分配座位
遍历所有指定座位类型车厢的key（集合）。
遍历集合获取每个车厢的座位(集合)。
遍历集合获取每一个座位对应状态。
如果座位没有售出，标记座位并更改座位的状态。

生成订单

在创建订单时候，我们可以采用一个线程完成。且线程执行完毕，我们要获取线程的执行结果，采用Callable执行订单创建。

在线程中创建订单对象。
将指定日期的乘车计划封装到一个对象中。
生成订单。

Redis排队
采用 Redis 中的 ZSet 集合存储排队信息，使用：列车编号 + 乘车日期 + 用户 id 作为 key，使用当前系统时间的纳秒值作为 value

2. 同步ES库存：
下单服务发送同步信息(乘车日期、座位性质、列车车次)到mq中。
es同步服务监听mq,获取发送信息。根据搜索条件查询到数据，并进行库存扣减。

3. 发送订单数据：
创建订单和用户信息，并设置交换机和队列。
发送订单信息，发送完订单数据，跳转到下单成功界面。下单成功界面调用排队接口，显示排队信息。

2.1.3 订单处理流程

1. 环境准备：
因为下单，写的操作远大于读的操作，因此mysql采用双主双从搭建模式。

2. 保存订单：
下单服务监听mq，如果有订单生成，对订单信息进行入库。

3. 删除排队信息：
订单保存成功后，删除排队信息。

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4. 将下单结果通过websocket发送给客户端：
保存完订单数据以后，调用 WebSocketServer ，完成消息推送。

2.2 下单优化

用户已经下单了，再次提交订单是否扣除订单？
用户虽然下单了但是一直没有支付。
预扣减库存是否存在线程安全问题。

2.2.1 预扣库存优化

当该用户已经购买了指定列车的火车票，那么我们就不能再进行预扣库.

根据用户信息和乘车计划id查询订单信息，查询到信息，不进行库存扣减。

2.2.2 库存回退

1. 方案一(延迟队列)：

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延迟队列：消息发送后，特定时间后消费者才能拿到消息进行消费。

2. 方案二(死信队列)：
死信队列：一个消息在队列中变成死信队列之后，消息会被从新发送到另外一个交换机中，这个交换机就是死信队列。一个消息成为死信队列情况：

消息被拒绝，并且设置 requeue 参数为 false 
消息过期 
队列达到最大长度 

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2.2.3 库存安全性判断(分布式锁)

在进行库存扣减时候，加锁。因为扣除库存是多服务，因此需要用分布式锁来解决(mysql实现，zookeeper实现，redis实现)。