基于Java微服务方案的商品秒杀系统

前言

项目是基于Java微服务方案的商品秒杀系统。是前后端分离的项目，前端用React，后端为Java的微服务架构。项目本身用于学习，在一些地方还不够成熟，欢迎各位多多交流。

• 客户端前端服务器
• 后台系统前端服务器

简介

项目采用了SpringBoot框架、SpringCloud微服务架构、SpringCloud Gateway网关技术栈、SpringCloud alibaba技术栈Nacos、SpringCloud Netflix技术栈容灾和均衡负载和Feign进行服务间的通信、持久层MybatisPlus框架、Flyway数据库版本管理工具和多数据源处理方案、中间件缓存Redis与相关框架、SpringBoot Admin技术栈、中间件消息队列RocketMQ等一系列技术栈，优化项目中的消息队列与缓存与分表分库等技术，解决了秒杀系统设计与实现中，并发不安全的难题与数据库存储的瓶颈，并使用针对Redis的LUA脚本解决高并发下的商品超卖问题。微服务构架技术，则赋予了项目需要的容灾性和可扩展性，从而完成了一个具有高并发、高可用性能的秒杀系统以及灵活配置秒杀业务与策略的秒杀系统。并且拥有秒杀业务客户端和后台管理的前端服务器，实现了前后端分离。

项目模块

因为是用微服务架构构建的项目，很多地方需要一些微服务必须的组件。下面简单介绍一些项目模块。

• cloud-gateway 微服务网关模块，使用的是SpringCloud Gateway，这里的注册中心用的是Nacos。 网关承担的角色有：请求接入，作为所有API接口服务请求的接入点，比如这里所有模块都可以用网关的端口 8205/ 加上配置文件里的路由，可以直接访问下游的模块；中介策略，实现安全、验证、路由、过滤、流控等策略等。
• cloud-monitor 监控模块，使用SpringBoot Admin 技术栈，可以用来监控和管理我们所有微服务的 Spring Boot 项目。
• cloud-common 通用模块。负责一些通用的依赖管理和一些通用代码如Redis等的复用。
• cloud-manage 后台管理系统模块。使用Feign调用mission模块的一些接口，完成商品信息的增删查改的灵活配置和订单。后端提供接口给React框架下的后台前端服务器，实现前后端分离。对应cloud-manage表。
• cloud-uaa 用户认证中心模块，统一登录，与客户注册功能。对应cloud-uaa表。
• cloud-mission 主要秒杀业务模块。React框架下的秒杀客户端前后端分离。cloud-mission模块里的test包里，有TestJmeterController类专供Jmeter压测工具测试秒杀性能。对应cloud-mission-goods、order、seckillGoods三个表的多数据源。

图文一览

用户统一认证模块是给客户端秒杀模块提供认证功能，后台系统自己拥有独立的认证系统。项目整体的软件架构图如下。

查看商品列表、查看商品详情和生成唯一的秒杀地址都有Redis参与，而订单写入则有消息队列参与。秒杀业务的流程图如下。

使用Jmeter压力测试工具，Jmeter界面图如下

使用Jmeter对于测试接口进行压力测试，我对于压力测试的考虑有不恰当的地方，写出的测试接口并不能真正模拟流量并发的环境，Jmeter压力测试图如下。

SpringAdmin监控一览。

如何使用

• 项目拥有Flyway数据库版本管理，首先在项目启动之前需要创建对应的Mysql数据库，cloud-mission-goods、cloud-mission-order、cloud-mission-seckillGoods、cloud-uaa、cloud-manage五个库。然后分别启动以下中间件，如果没启动好中间件，项目则会报错。
• 启动Nacos，如果没有则先安装，安装后按网上文章博客启动。
• 启动本地的Redis，密码为空即可。如果本地没有安装Redis，则先安装。
• 启动本地的RocketMQ(没有则安装，网上搜索如何安装RocketMQ与可视化软件)，用户名和密码默认即可。
• 当对应的中间件都启动好后，启动项目Flyway会自动帮助创建对应的表结构和导入一些必要的初始信息。对应的SQL文件在sql文件夹中，Flyway的迁移sql文件则在对应模块之中。依次启动项目中的cloud-gateway、cloud-uaa、cloud-mission、cloud-manage模块，如果不用到后台管理系统可以不启动cloud-manage模块。
• cloud-monitor模块的SpringBoot Admin监控技术栈，使用只需要开启网关后访问http://localhost:8205/monitor 或者直接访问monitor端口。
• 启动后台前端服务器和客户端前端服务器。客户端有账号和密码(密码都为123) ，后台系统有超级管理员账号与密码和普通管理员账号与密码(密码都为123) 。客户端端口为3000，后台系统端口为3001。因为项目中使用了qiniu云对象储存配置上传空间，如若需要，需在配置文件中配置自己的域名以及信息（已经加密脱敏）。
• cloud-manage调用cloud-mission模块的商品上传配置是使用qiniu相关的依赖，也需要qiniu云对象储存账号的一些信息，项目是使用了配置文件加密脱敏后qiniu云对象储存密钥信息。其中配置商品图片(只能上传jpg后缀图片文件)的功能有qiniu云对象储存以及对应依赖提供。
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一些自己收集的知识点和参考

用Jmeter测试的数据

秒杀的代码逻辑

• 关于秒杀的业务逻辑，用户访问，在uaa模块登入时，进行资格筛选，认证后。进入秒杀商品列表页面，点入秒杀商品详情后，点击立即秒杀，如果在规定时间内（按钮没有置灰），并且没有重复秒杀，则开启秒杀。
• 这里涉及到秒杀接口的URL加盐动态化，后端相关的秒杀代码，没有选择Redis的LUA脚本和Redisson分布式锁，因为项目中没有使用过多的Redis事务逻辑和Redis分布式逻辑。秒杀主要运用的是Redis库存预热加载和Redis预减库存解决超卖，RocketMQ消息队列使用串行化，保证项目的高可用和高并发。
• 秒杀的策略配置，是由cloud-manage模块提供，持久层主要使用MyBatis完成。
• 在后台系统中，在商品列表里增加一个商品，则会分别在商品表和库存表中分别增加对应的信息，以及在Redis缓存中的商品缓存和库存缓存中增加，并且也会在后台秒杀库存页面中显示。并且在商品信息中有是否启用这个信息以及对应的控制，不启用的时候，客户端访问商品列表只会显示那些缓存中的启用的商品信息。
• 在后台中使用的SpringSecurity的JWT认证，而客户端使用的是自己写的Token加盐令牌的逻辑，每次客户端访问接口就需要前端服务器传递token给后端验证。其中的客户端的登录和注册的密码，为了做到脱敏，都是前端服务器进行国密加密然后传输到后端存储。
• 后台系统中，简单实现一个对于用户是否能有资格进入秒杀系统的灵活配置，这里逻辑相对简略，此处的完成度不高。
• 后台管理系统的接口应该尊从微服务的规则，一个服务模块使用一个数据库，这里可用Feign来调用，即cloud-manage去调用cloud-mission模块的接口来调用。本项目目前使用MyBatis配置多数据源来调用资源。
• Jmeter测试文件可以导入Jmeter自行测试，测试类为cloud-mission模块中test包中的TestJmeterController，但每次使用测试都需要要么直接复制，放入com.weiran.mission包的controller包中测试，测试完再删除。要么就要在test包中启动test类对应的启动类。
• cloud-uaa拥有对于某一IP频繁登录访问的限制，用注解加拦截器实现。
• 对于高并发下的超卖问题，项目测试过synchronized锁、Redisson分布式锁，在能保证并发安全的情况下，性能都有不少地损失，所以采取了LUA脚本解决，使Redis的操作具有原子性，做到了避免超卖。
• cloud-mission模块，对于订单防重和写入的逻辑，根据用户id和商品id做一定地计算后得出订单id，结合幂等机制写入库中。
• cloud-mission使用Feign被cloud-manage模块调用接口，并且是MyBatisPlus与MyBatis共存使用。

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