秒杀场景下订单中心的架构设计-订单中心架构

不管是普通场景的下单，还是秒杀场景的下单，对订单中心来说，都是下单，关键是要能支撑秒杀瞬间大量的下单请求。本文探讨一下通用的订单中心架构，主要从服务划分、下单请求处理流程、核心表分库等方面来介绍，不区分普通下单还是秒杀下单，系统架构设计做好了，有秒杀活动时，无非进行一些扩容、限流、降级等手段即可应对。

服务划分

服务说明

我不希望整个订单中心就是一个巨大的单体服务，也不希望是太细的微服务，我希望订单中心是合理的“中服务”的组合。

可针对不同场景对服务进行扩容，比如订单搜索请求量比较大，就适当增加订单搜索服务的实例数量;消费速度慢，可针对订单消费者服务进行优化，调整服务实例数量。

上面划分的每一个服务都是独立部署运行的服务。

服务	说明
order-core（订单核心服务）	负责订单的业务处理，直接和 DB 交互
order-search（订单搜索服务）	负责订单索引的维护和搜索，直接和 ES 交互
order-job（订单调度服务）	订单超时取消等调度任务
order-consumer（订单消费者服务）	消费订单相关消息，如下单消息、订单索引更新消息
order-manage（订单管理后台系统）	订单管理后台，数据来源于 ES 和从库

应用架构图

服务调用关系图

提交订单服务调用关系：

链路 1.1 ~ 1.3 提交订单
链路 2.1 ~ 2.4 消费下单消息(下单业务处理)
链路 3.1 ~ 3.2 查询下单结果
BFF(小程序的后端，负责聚合和适配)

后台服务调用关系：

后台连接独立的专有读库，与前台隔离，不能因为后台的查询影响前台的操作
后台的订单查询可以调用搜索服务和读库来完成
后台的增删改操作调用 order-core(订单核心服务)进行操作，不能直接操作数据库

订单搜索或查看订单详情服务调用关系：

订单列表或者搜索订单可以调 order-search(订单搜索服务)来完成
在订单列表店家订单明细，可以根据订单号由 order-core(订单核心服务)查询从库来完成

订单调度服务调用关系：

订单调度服务查询专有的读库
写操作调用 order-core(订单核心服务)查询来完成

下单流程

下单请求通过 MQ 异步化处理，下单处理结果存入 Redis，前端轮询下单结果。

步骤说明

步骤 1：提交订单说明

order-core(订单核心服务)提供提交订单接口(/order/submit)
这个接口接收订单相关的参数，如商品 id、价格、数量等
接收到请求后，做好基本参数校验
生成唯一的订单号，组装基本的订单信息
将订单号和订单创建中状态存入 Redis
发送 MQ，然后将订单号返回给前端

步骤 2：消费下单请求说明

order-consumer(订单消费者服务)获取到下单请求消息后，调库存中心接口进行库存预占
如果库存不足，预占失败，则将订单创建失败状态和失败信息更新到 Redis，流程终止
如果库存充足，预占成功，则将订单创建成功状态更新到 Redis
调用 order-core(订单核心服务)保存订单信息到数据库，调用 order-search(订单搜索服务)对订单进行索引
发送创建订单结果消息，库存中心根据创单结果消息进行库存扣减或者释放

步骤 3：根据订单号查询轮询下单结果说明

order-core(订单核心服务)提供根据订单号查询订单是否已创建接口(/order/is-created)
该接口返回报文应包括，订单号、订单创建状态(创建中，创建成功，创建失败)、创建失败原因
前端定时轮询该接口，查询订单是否创建成功，轮询频率可根据实际情况进行调整，比如 20ms 一次
轮询到订单创建成功，可直接唤起支付，失败则直接提示失败信息

核心表分库

以订单主表和订单明细表为例进行分库设计，假如按 32 个库进行分库。
订单主表和订单明细表通过订单号进行关联。
分库要求：

某个用户的所有订单在同一个库，避免跨库查询(可根据用户 id——buyerId 定位到分库编号)

某个商家的所有订单在同一个库，避免跨库查询(可根据商家 id——sellerId 定位到分库编号)

可以根据订单号查询(可根据订单号定位到分库编号)

按照以上分库要求，做出以下分库设计

订单主表进行冗余，订单主表分成用户订单主表(buyer_order)和商家订单主表(seller_order)

用户订单主表(buyer_order)按照 buyerId % 32 进行分库

商家订单主表(seller_order)按照 sellerId %32 进行分库

订单号末位带上分库编号，分库编号为 buyerId % 32

订单明细表(order_detail)按照订单号进行分库，确保同一个订单的明细在同一个库

用户订单主表(buyer_order)同步写入，因为订单是由用户发起的，需要保证实时性。

商家订单主表(seller_order)建议保证最终一致性即可，可根据实际业务选择同步双写或者通过 MQ 异步写入

分库设计图：

库存扣减方案

采用预占库存方案：创建订单时预占库存
库存不足，预占失败，下单失败
库存足够，预占成功，创建订单
订单创建成功，扣减库存;创建订单失败或者取消订单，释放库存

库存扣减序列图

库存设置到 redis 中，已 skuId 为 key，变化的数量为值，如：

将 skuId=10086 的库存值初始化为 100，redis.incrby(10086, 100)
库存初始化后，只能对库存进行加减操作，不允许做覆盖操作

Redis 如何与数据库中的库存保持一致：

Redis 和数据库的库存保持最终一致性
库存被预占时，生成库存预占流水，关键字段有，订单号、skuId、预占数量、流水状态有(预占中、已扣减、已释放)，预占超时时间，同时可以在 Redis 或者数据库中维护一个 skuId 对应的总预占数量字段，总预占数量 + 预占数量
订单中心发送库存扣减消息，库存中心消费消息时更新库存流水状态为已扣减，总预占数量 - 预占数量
订单中心发送库存释放消息，库存中心消费消息时更新库存流水状态为已释放，返还库存到 Redis，总预占数量 - 预占数量

/**
 * 预占库存 伪代码
 * @param orderNo 订单号
 * @param skuId sku 标识
 * @param quantity 预占数量
 */
boolean preOccupy(String orderNo, String skuId, int quantity) {
    boolean isPreOccupySuccess = false;
    int value = redis.decrby(skuId, quantity);
    if (value >= 0) {
        // 库存充足
        // 生成库存预占流水记录
        //（关键字段：orderNo,skuId,quantity,state（0-预占中；1-已扣减；2-已释放）,timeout（超时时间）
        isPreOccupySuccess = true;
    } else {
        // 库存不足，返还刚才预占的库存
        redis.incrby(skuId, qunatity);
    }
   return isPreOccupySuccess;
}

数据库的库存数量禁止覆盖更新!

数据库的库存数量禁止覆盖更新！
扣减库存伪 SQL：update stock set stock_num = stock_num - 变化的值 where sku_id = 10086

关于释放库存

对一些释放异常的情况，可由库存中心调度服务，找出库存预占流水状态为预占中且预占超时的记录，根据订单号向订单中心确认该订单号的库存是已扣减还是已释放，再进行相应业务处理。

其他

除了以上大的方面设计，分布式事务、幂等、补偿、压测……这些点是大家在设计系统时都需要考虑的，不在本文讨论范围。