削峰+限流:秒杀场景下的高并发写请求解决方案

软件求生 2024-09-17 20:02:32



哈喽,大家好!我是小米,一个29岁、活泼积极、热衷分享技术的码农。今天和大家聊一聊应对高并发的写请求这个主题,尤其是在大促、秒杀这种场景下,系统该如何应对突如其来的流量洪峰!

每逢秒杀,瞬间涌入的请求量可能直接把你的系统给“砸”了。要如何应对这类场景呢?别着急,今天我就给大家从四个方面详细讲解,教你如何扛住这波流量,稳定服务!

削峰:恶意用户拦截

首先,最直接的就是对恶意用户进行拦截。这类用户会在秒杀过程中疯狂刷请求,导致系统压力剧增。我们可以通过以下几个维度来进行限制:

单用户多次点击拦截:对于同一个用户的多次点击行为,我们可以设置合理的时间间隔,比如一个用户在10秒内只能发起一次秒杀请求。如果同一用户频繁发起秒杀请求,我们可以直接拒绝其请求。这类限流策略可以有效减少重复请求带来的压力。

设备标识(IMEI)限制:现在的设备都会有独一无二的标识符(IMEI),通过这个标识符,我们可以对单设备进行流量限制,防止同一个设备短时间内发起多个并发请求。

源IP限制:对于同一个源IP发起的多个并发请求,我们可以在系统层面设置规则,比如一个IP在一分钟内只能发起N次请求。这一措施可以有效防止单IP进行恶意刷请求,特别是在大流量活动中,能够有效减少系统负载。

这些削峰措施在高并发环境中是非常重要的,能够让你的系统在面对恶意请求时保持冷静,不至于被淹没在浪潮中。

漏桶算法与令牌桶算法:稳妥的限流方案

接下来我们要聊到的是限流策略。限流的目的在于控制请求速率,防止瞬间爆发的流量把系统击垮。目前比较常见的限流算法有漏桶算法和令牌桶算法。两者的核心区别在于处理流量的方式。

漏桶算法(Leaky Bucket):漏桶算法的原理很简单,它将请求看作是往桶里加水,而桶的漏水速度是固定的。如果水的流入速度超过了桶的出水速度,多余的水就会溢出,被丢弃。这种方式可以保证系统以恒定的速率处理请求,避免高峰流量瞬时打垮系统。

令牌桶算法(Token Bucket):令牌桶算法与漏桶算法类似,但它更灵活一些。系统以固定速率生成令牌,用户请求时需要从桶中拿到令牌才能进行操作。如果令牌用光了,那么超出速率的请求就会被限制。这种方式能够允许系统在短时间内处理突发请求,同时也能在流量超出预期时对请求进行限制。

Guava 限流:Google Guava库提供了开箱即用的限流工具,可以很方便地实现漏桶和令牌桶限流。如果你在项目中用到了Java,Guava限流可以帮助你快速实现限流逻辑,减少开发成本。

集群限流 vs 单机限流:在集群环境下,限流可以在多个节点之间进行分布式协同。但有时候,单机限流更加简单有效,它能够确保每个节点的流量不会超出自身的承载能力,从而保证系统整体的稳定性。

兜底逻辑与本地缓存

当系统的请求量快要达到最大承载值时,我们需要有一套兜底逻辑,防止系统崩溃。在这个过程中,本地缓存可以发挥重要的作用。

过滤无效请求:在秒杀活动中,某些商品可能已经售罄,但用户仍在继续发送请求。这种情况下,我们可以在本地缓存中标记已售罄的商品,对这些请求直接返回“无货”的响应,而无需再走完整的业务流程,从而大大减少系统压力。

兜底逻辑:当系统压力过大时,我们可以在请求进入数据库或核心业务流程之前进行额外的检查,比如检查缓存中的库存是否充足。如果库存不足,可以直接返回响应,避免对数据库造成进一步压力。

这些兜底措施可以在高并发场景中起到保护系统的作用,防止因少量无效请求拖垮整个系统。

独立部署与弹性扩展

在高并发写请求的场景下,单独部署秒杀服务可以有效减少对系统其他服务的影响。通过独立部署,我们可以更灵活地进行扩缩容操作。

独立部署:将秒杀服务单独部署,使其与核心业务逻辑隔离开,能够减少秒杀活动对系统其他部分的影响。比如在秒杀活动期间,其他用户的正常访问、购买流程应该不受影响,这时我们可以将秒杀逻辑单独部署在一套轻量化的服务中。

弹性扩缩容:秒杀活动的流量具有明显的时间特征,活动开始时,流量会迅速上升,活动结束后,流量会快速回落。我们可以通过云服务的弹性扩缩容能力,在流量高峰期自动扩展服务器数量,而在低谷期回收资源。这种策略不仅可以节省成本,还能保证系统在高并发场景下的稳定性。

消息队列:解决写请求峰值

在秒杀场景下,写请求通常伴随着数据库的更新和业务逻辑的处理。直接把写请求同步交给数据库处理,风险很大。这里,使用消息队列是一种不错的解决方案。

流量削峰:秒杀活动往往会在短时间内产生大量的写请求。通过消息队列,我们可以把用户的请求按顺序加入队列,慢慢处理,从而削减流量的峰值,避免数据库和业务逻辑瞬间被压垮。

异步处理:秒杀场景下,业务流程通常比较复杂。通过异步处理,我们可以将用户的写请求简化成消息投递到消息队列,后续再慢慢处理,避免在业务高峰期对数据库造成过大的压力。

解耦合:使用消息队列的另一个好处是可以实现系统的松耦合。秒杀业务模块之间可以通过消息队列进行异步通讯,减少模块之间的依赖,增加系统的扩展性和稳定性。

END

总结一下:面对高并发写请求,我们可以通过削峰、限流、兜底逻辑和独立部署来稳定系统,确保系统不被突如其来的流量打垮。同时,消息队列在削峰填谷、解耦和异步处理方面也是一个非常有效的工具。希望今天的分享对你有所启发!

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