電商秒殺系統(tǒng)的架構(gòu)分析

劉權(quán)賡

摘 要：秒殺在各大電商系統(tǒng)中是一種常見的營銷策略。本文按照自上而下的結(jié)構(gòu)化開發(fā)思想，著重考慮系統(tǒng)的可靠性和可擴展性，針對秒殺系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊、數(shù)據(jù)流及業(yè)務(wù)流進行了分析論述。

關(guān)鍵詞：秒殺;高并發(fā)系統(tǒng);架構(gòu)

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0028-02

0 引言

隨著電子商務(wù)的不斷發(fā)展，秒殺作為一種嶄新的互聯(lián)網(wǎng)營銷模式也日益受到關(guān)注。由于秒殺這種網(wǎng)絡(luò)促銷行為能夠在短時間內(nèi)聚集大量人氣，所以對企業(yè)具有極高的商業(yè)價值。但也由于很多電子商務(wù)平臺對于秒殺模塊本身設(shè)計上的不足，使得在推廣秒殺活動時，無法有效應(yīng)付因活動時激增的用戶訪問量導(dǎo)致的平臺運行不穩(wěn)定問題，如訪問超時、響應(yīng)速度慢，甚至服務(wù)癱瘓等。

秒殺模塊的建立必定對系統(tǒng)有非常高的要求，系統(tǒng)除了應(yīng)對在短時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)流量激增問題的同時，還要確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高擴展性，高并發(fā)性，安全性等。在高負載、高并發(fā)的情境下需要對系統(tǒng)進行軟硬件方面采取各種優(yōu)化手段，保證系統(tǒng)的正常運行。本文以軟件工程的角度，按照自上而下的結(jié)構(gòu)化開發(fā)思想，對秒殺系統(tǒng)的整體架構(gòu)進行了詳細論述。

1 系統(tǒng)設(shè)計

模塊化的設(shè)計是的應(yīng)用系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造以及功能得到了劃分[1，2]，方便了對系統(tǒng)的開發(fā)流程的設(shè)計和管理以及開發(fā)進度的安排和管理，此外還能加快任務(wù)的開發(fā)，提高系統(tǒng)的可維護性，降低了系統(tǒng)內(nèi)部功能之間的耦合度。

秒殺系統(tǒng)的功能主要包括用戶登錄，商品列表首頁展示，商品詳情頁顯示，秒殺功能，用戶訂單展示等功能[3，5]。具體可分為6個模塊，即登錄模塊、用戶模塊、商品模塊、秒殺模塊、訂單模塊、異常處理模塊。功能層次圖如圖1所示。

1.1 登錄模塊

登錄模塊中包括了首先應(yīng)該登錄購物秒殺系統(tǒng)之后才可以進行商品的秒殺功能的使用。沒有登錄直接訪問商品列表也可以訪問但是秒殺的功能不能被執(zhí)行，也是秒殺功能執(zhí)行的最初的前提條件[6]。

登錄模塊中進行輸入賬戶密碼的限制，賬戶應(yīng)為用戶的手機號，有長度以及用戶的輸入是不是數(shù)字的限制。密碼最少是長度為6位的字符串。不符合登錄格式要求的進行提示。

1.2 用戶模塊

用戶模塊中包括了用戶基本信息的管理，如用戶的電話、姓名、登錄密碼設(shè)置、收貨地址等基本信息。用戶的部分基本信息在秒殺動作完成之后在訂單詳情界面中顯示。

1.3 商品模塊

商品模塊中包括了商品基本信息的管理，如商品的編號、名稱、庫存數(shù)量、單價等基本信息。商品模塊是購物秒殺系統(tǒng)中的重要角色，秒殺商品列表中的商品是從所有商品中抽取出來做活動的個體，秒殺的數(shù)量和商品的庫存量之間有密切關(guān)系。

1.4 秒殺模塊

秒殺模塊是整個秒殺系統(tǒng)的重點。秒殺功能能夠執(zhí)行的前提條件有如下幾點要求：

（1）用戶登錄成功并保存了用戶token信息。（2）秒殺的商品數(shù)量大于零。（3）系統(tǒng)時間在該商品的秒殺開始時間和結(jié)束時間之間等。

只有滿足以上幾點要求用戶才能夠執(zhí)行秒殺的功能，系統(tǒng)才允許執(zhí)行秒殺的業(yè)務(wù)邏輯。

1.5 訂單模塊

訂單模塊包含訂單詳情的預(yù)覽。訂單的產(chǎn)生方式是用戶執(zhí)行完成秒殺的操作之后，進行減庫存下訂單的后臺業(yè)務(wù)邏輯的執(zhí)行，生成的訂單信息反饋給該用戶。訂單的內(nèi)容包括下單時間、訂單價格、收貨人姓名、電話、地址等信息。

1.6 異常處理模塊

異常處理模塊中主要用于添加統(tǒng)一的異常代碼以及異常信息并進行歸類。通常的包含有異常代碼很異常信息。

（1）通用的異常碼。服務(wù)端異常、參數(shù)校驗異常、請求非法、訪問太頻繁等。（2）登錄模塊中的異常碼。Session不存在或者已經(jīng)失效、登錄密碼不能為空、手機號不能為空、手機號格式錯誤、手機號不存在、密碼錯誤等。（3）商品模塊中的異常碼。商品庫存不足等。（4）訂單模塊中的異常碼。訂單不存在等。（5）秒殺模塊中的異常碼。商品已經(jīng)秒殺完畢、不能重復(fù)秒殺、秒殺失敗等。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

秒殺系統(tǒng)采用分布式的系統(tǒng)架構(gòu)，其中的組件包括Keepalived做負載均衡和高可用，nginx做請求的分流轉(zhuǎn)發(fā)和緩存，使用Apache的tomcat做服務(wù)器的集群。具體的架構(gòu)部署如圖2所示。

2.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖

秒殺系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流圖是從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，表達出系統(tǒng)的邏輯功能和數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯流向和邏輯變換過程。系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖如圖3所示。

2.2 系統(tǒng)用例

秒殺系統(tǒng)角色使用該系統(tǒng)的用戶，用例包括登錄，秒殺商品列表的瀏覽，以及商品詳情的瀏覽，商品詳情中可以看到該商品的秒殺詳細信息，用戶可以進行秒殺操作并生成訂單查看訂單狀態(tài)，收貨人信息等。系統(tǒng)用例圖采用UML的設(shè)計思想和設(shè)計規(guī)范進行制作。

2.3 系統(tǒng)E-R圖

經(jīng)過對購物秒殺系統(tǒng)分析后得出系統(tǒng)共有四個實體，分別為用戶、商品、訂單、秒殺商品。確定實體集之后，對實體的屬性進行分析后得出：

（1）實體集“用戶”包括編號，姓名，地址，創(chuàng)建日期，電話等屬性。（2）實體集“商品”包括編號，名稱，庫存，單價等屬性。（3）實體集“秒殺商品”包括編號，名稱，數(shù)量，開始時間，結(jié)束時間，原價等屬性。（4）實體集“訂單詳情”包括編號，創(chuàng)建時間，創(chuàng)建方式，狀態(tài)，名稱，收獲地址，支付時間等屬性。

實體以及實體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖4所示。

3 結(jié)語

秒殺在各大電商系統(tǒng)中是一種常見的營銷策略。隨著淘寶雙十一交易額一年比一年上漲，秒殺活動熱度也隨之不斷上升，這同時也給電商技術(shù)人員帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文對購物秒殺系統(tǒng)進行了分析，按照結(jié)構(gòu)化開發(fā)思想，針對秒殺系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)、功能模塊、數(shù)據(jù)流及業(yè)務(wù)流進行了詳細論述。良好的架構(gòu)設(shè)計可以減少開發(fā)難度和后期使用風(fēng)險。通過對購物秒殺系統(tǒng)的研究，對主流大型網(wǎng)站為提高并發(fā)量和系統(tǒng)性能開展相關(guān)工作也有借鑒意義。

參考文獻

[1] 嚴(yán)偉.計算機網(wǎng)絡(luò)（第五版）[M].清華大學(xué)出版社，2012.

[2] Sathiyamoorthi，Murali Bhaskaran.Web Caching Through Modified Cache Replacement Algorithm[C].International Conference on Recent Trends In Information Technology，2012：35-38.

[3] 李京文.中國電子商務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢[J].河北學(xué)刊，2016，24（1）：107-109.

[4] 陳康賢.大型分布式網(wǎng)站架構(gòu)設(shè)計與實踐（第三版）[M].電子工業(yè)出版社，2014，9：34-76.

[5] 阿里巴巴集團成長集編委會[M].逆流而上-阿里巴巴技術(shù)成長之路.第二版.電子工業(yè)出版社，2017：216-387.

[6] Joshua Bloch.Effective Java.2E. Radioelektronika International Conference[C].2009：147-230.