写在前面
很多小伙伴反馈说，高并发专题学了那么久，但是，在真正做项目时，仍然不知道如何下手处理高并发业务场景！甚至很多小伙伴仍然停留在只是简单的提供接口（CRUD）阶段，不知道学习的并发知识如何运用到实际项目中，就更别提如何构建高并发系统了！
究竟什么样的系统算是高并发系统？今天，我们就一起解密高并发业务场景下典型的秒杀系统的架构，结合高并发专题下的其他文章，学以致用。
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电商系统架构
在电商领域，存在着典型的秒杀业务场景，那何谓秒杀场景呢。简单的来说就是一件商品的购买人数远远大于这件商品的库存，而且这件商品在很短的时间内就会被抢购一空。 比如每年的618、双11大促，小米新品促销等业务场景，就是典型的秒杀业务场景。
我们可以将电商系统的架构简化成下图所示。
由图所示，我们可以简单的将电商系统的核心层分为：负载均衡层、应用层和持久层。接下来，我们就预估下每一层的并发量。
假如负载均衡层使用的是高性能的Nginx，则我们可以预估Nginx最大的并发度为：10W+，这里是以万为单位。
假设应用层我们使用的是Tomcat，而Tomcat的最大并发度可以预估为800左右，这里是以百为单位。
假设持久层的缓存使用的是Redis，数据库使用的是MySQL，MySQL的最大并发度可以预估为1000左右，以千为单位。Redis的最大并发度可以预估为5W左右，以万为单位。
所以，负载均衡层、应用层和持久层各自的并发度是不同的，那么，为了提升系统的总体并发度和缓存，我们通常可以采取哪些方案呢？
（1）系统扩容
系统扩容包括垂直扩容和水平扩容，增加设备和机器配置，绝大多数的场景有效。
（2）缓存
本地缓存或者集中式缓存，减少网络IO，基于内存读取数据。大部分场景有效。
（3）读写分离
采用读写分离，分而治之，增加机器的并行处理能力。
秒杀系统的特点
秒杀系统的业务特点
秒杀系统的技术特点
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秒杀三阶段
通常，从秒杀开始到结束，往往会经历三个阶段：
准备阶段：这个阶段也叫作系统预热阶段，此时会提前预热秒杀系统的业务数据，往往这个时候，用户会不断刷新秒杀页面，来查看秒杀活动是否已经开始。在一定程度上，通过用户不断刷新页面的操作，可以将一些数据存储到Redis中进行预热。
秒杀阶段：这个阶段主要是秒杀活动的过程，会产生瞬时的高并发流量，对系统资源会造成巨大的冲击，所以，在秒杀阶段一定要做好系统防护。
结算阶段： 完成秒杀后的数据处理工作，比如数据的一致性问题处理，异常情况处理，商品的回仓处理等。
针对这种短时间内大流量的系统来说，就不太适合使用系统扩容了，因为即使系统扩容了，也就是在很短的时间内会使用到扩容后的系统，大部分时间内，系统无需扩容即可正常访问。 那么，我们可以采取哪些方案来提升系统的秒杀性能呢？
秒杀系统方案
针对秒杀系统的特点，我们可以采取如下的措施来提升系统的性能。
（1）异步解耦
将整体流程进行拆解，核心流程通过队列方式进行控制。
（2）限流防刷
控制网站整体流量，提高请求的门槛，避免系统资源耗尽。
（3）资源控制
将整体流程中的资源调度进行控制，扬长避短。
由于应用层能够承载的并发量比缓存的并发量少很多。所以，在高并发系统中，我们可以直接使用OpenResty由负载均衡层访问缓存，避免了调用应用层的性能损耗。 同时，由于秒杀系统中，商品数量比较少，我们也可以使用动态渲染技术，CDN技术来加速网站的访问性能。
如果在秒杀活动开始时，并发量太高时，我们可以将用户的请求放入队列中进行处理，并为用户弹出排队页面。
秒杀系统时序图
网上很多的秒杀系统和对秒杀系统的解决方案，并不是真正的秒杀系统，他们采用的只是同步处理请求的方案，一旦并发量真的上来了，他们所谓的秒杀系统的性能会急剧下降。我们先来看一下秒杀系统在同步下单时的时序图。
同步下单流程
1.用户发起秒杀请求
在同步下单流程中，首先，用户发起秒杀请求。商城服务需要依次执行如下流程来处理秒杀请求的业务。
（1）识别验证码是否正确
商城服务判断用户发起秒杀请求时提交的验证码是否正确。
（2）判断活动是否已经结束
验证当前秒杀活动是否已经结束。
（3）验证访问请求是否处于黑名单
在电商领域中，存在着很多的恶意竞争，也就是说，其他商家可能会通过不正当手段来恶意请求秒杀系统，占用系统大量的带宽和其他系统资源。此时，就需要使用风控系统等实现黑名单机制。为了简单，也可以使用拦截器统计访问频次实现黑名单机制。
（4）验证真实库存是否足够
系统需要验证商品的真实库存是否足够，是否能够支持本次秒杀活动的商品库存量。
（5）扣减缓存中的库存
在秒杀业务中，往往会将商品库存等信息存放在缓存中，此时，还需要验证秒杀活动使用的商品库存是否足够，并且需要扣减秒杀活动的商品库存数量。
（6）计算秒杀的价格
由于在秒杀活动中，商品的秒杀价格和商品的真实价格存在差异，所以，需要计算商品的秒杀价格。
注意：如果在秒杀场景中，系统涉及的业务更加复杂的话，会涉及更多的业务操作，这里，我只是列举出一些常见的业务操作。
2.提交订单
（1）订单入口
将用户提交的订单信息保存到数据库中。
（2）扣减真实库存
订单入库后，需要在商品的真实库存中将本次成功下单的商品数量扣除。
如果我们使用上述流程开发了一个秒杀系统，当用户发起秒杀请求时，由于系统每个业务流程都是串行执行的，整体上系统的性能不会太高，当并发量太高时，我们会为用户弹出下面的排队页面，来提示用户进行等待。
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高并发“黑科技”与致胜奇招
假设，在秒杀系统中我们使用Redis实现缓存，假设Redis的读写并发量在5万左右。我们的商城秒杀业务需要支持的并发量在100万左右。如果这100万的并发全部打入Redis中，Redis很可能就会挂掉，那么，我们如何解决这个问题呢？
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