2023春招面试专题:高并发解决方案(三)

简介: 2023春招面试专题:高并发解决方案

2023春招面试专题:高并发解决方案(二)https://developer.aliyun.com/article/1423374


8.1 消息丢失问题

秒杀成功了,往mq发送下单消息的时候,有可能会失败。原因有很多,比如:网络问题、broker挂了、mq服务端磁盘问题等。这些情况,都可能会造成消息丢失。

那么,如何防止消息丢失呢?

答:加一张消息发送表。

在生产者发送mq消息之前,先把该条消息写入消息发送表,初始状态是待处理,然后再发送mq消息。消费者消费消息时,处理完业务逻辑之后,再回调生产者的一个接口,修改消息状态为已处理。

如果生产者把消息写入消息发送表之后,再发送mq消息到mq服务端的过程中失败了,造成了消息丢失。

这时候,要如何处理呢?

答:使用job,增加重试机制。

用job每隔一段时间去查询消息发送表中状态为待处理的数据,然后重新发送mq消息。

8.2 重复消费问题

本来消费者消费消息时,在ack应答的时候,如果网络超时,本身就可能会消费重复的消息。但由于消息发送者增加了重试机制,会导致消费者重复消息的概率增大。

那么,如何解决重复消息问题呢?

答:加一张消息处理表。

消费者读到消息之后,先判断一下消息处理表,是否存在该消息,如果存在,表示是重复消费,则直接返回。如果不存在,则进行下单操作,接着将该消息写入消息处理表中,再返回。

有个比较关键的点是:下单和写消息处理表,要放在同一个事务中,保证原子操作。

8.3 垃圾消息问题

这套方案表面上看起来没有问题,但如果出现了消息消费失败的情况。比如:由于某些原因,消息消费者下单一直失败,一直不能回调状态变更接口,这样job会不停的重试发消息。最后,会产生大量的垃圾消息。

那么,如何解决这个问题呢?

每次在job重试时,需要先判断一下消息发送表中该消息的发送次数是否达到最大限制,如果达到了,则直接返回。如果没有达到,则将次数加1,然后发送消息。

这样如果出现异常,只会产生少量的垃圾消息,不会影响到正常的业务。

8.4 延迟消费问题

通常情况下,如果用户秒杀成功了,下单之后,在15分钟之内还未完成支付的话,该订单会被自动取消,回退库存。

那么,在15分钟内未完成支付,订单被自动取消的功能,要如何实现呢?

我们首先想到的可能是job,因为它比较简单。

但job有个问题,需要每隔一段时间处理一次,实时性不太好。

还有更好的方案?

答:使用延迟队列。

我们都知道rocketmq,自带了延迟队列的功能。

下单时消息生产者会先生成订单,此时状态为待支付,然后会向延迟队列中发一条消息。达到了延迟时间,消息消费者读取消息之后,会查询该订单的状态是否为待支付。如果是待支付状态,则会更新订单状态为取消状态。如果不是待支付状态,说明该订单已经支付过了,则直接返回。

还有个关键点,用户完成支付之后,会修改订单状态为已支付。

9 如何限流?

通过秒杀活动,如果我们运气爆棚,可能会用非常低的价格买到不错的商品(这种概率堪比买福利彩票中大奖)。

但有些高手,并不会像我们一样老老实实,通过秒杀页面点击秒杀按钮,抢购商品。他们可能在自己的服务器上,模拟正常用户登录系统,跳过秒杀页面,直接调用秒杀接口。

如果是我们手动操作,一般情况下,一秒钟只能点击一次秒杀按钮。

但是如果是服务器,一秒钟可以请求成上千接口。

这种差距实在太明显了,如果不做任何限制,绝大部分商品可能是被机器抢到,而非正常的用户,有点不太公平。

所以,我们有必要识别这些非法请求,做一些限制。那么,我们该如何现在这些非法请求呢?

目前有两种常用的限流方式:

  1. 基于nginx限流
  2. 基于redis限流

9.1 对同一用户限流

为了防止某个用户,请求接口次数过于频繁,可以只针对该用户做限制。

限制同一个用户id,比如每分钟只能请求5次接口。

9.2 对同一ip限流

有时候只对某个用户限流是不够的,有些高手可以模拟多个用户请求,这种nginx就没法识别了。

这时需要加同一ip限流功能。

限制同一个ip,比如每分钟只能请求5次接口。

但这种限流方式可能会有误杀的情况,比如同一个公司或网吧的出口ip是相同的,如果里面有多个正常用户同时发起请求,有些用户可能会被限制住。

9.3 对接口限流

别以为限制了用户和ip就万事大吉,有些高手甚至可以使用代理,每次都请求都换一个ip。

这时可以限制请求的接口总次数。

在高并发场景下,这种限制对于系统的稳定性是非常有必要的。但可能由于有些非法请求次数太多,达到了该接口的请求上限,而影响其他的正常用户访问该接口。看起来有点得不偿失。

9.4 加验证码

相对于上面三种方式,加验证码的方式可能更精准一些,同样能限制用户的访问频次,但好处是不会存在误杀的情况。

通常情况下,用户在请求之前,需要先输入验证码。用户发起请求之后,服务端会去校验该验证码是否正确。只有正确才允许进行下一步操作,否则直接返回,并且提示验证码错误。

此外,验证码一般是一次性的,同一个验证码只允许使用一次,不允许重复使用。

普通验证码,由于生成的数字或者图案比较简单,可能会被破解。优点是生成速度比较快,缺点是有安全隐患。

还有一个验证码叫做:移动滑块,它生成速度比较慢,但比较安全,是目前各大互联网公司的首选。

9.5 提高业务门槛

上面说的加验证码虽然可以限制非法用户请求,但是有些影响用户体验。用户点击秒杀按钮前,还要先输入验证码,流程显得有点繁琐,秒杀功能的流程不是应该越简单越好吗?

其实,有时候达到某个目的,不一定非要通过技术手段,通过业务手段也一样。

12306刚开始的时候,全国人民都在同一时刻抢火车票,由于并发量太大,系统经常挂。后来,重构优化之后,将购买周期放长了,可以提前20天购买火车票,并且可以在9点、10、11点、12点等整点购买火车票。调整业务之后(当然技术也有很多调整),将之前集中的请求,分散开了,一下子降低了用户并发量

回到这里,我们通过提高业务门槛,比如只有会员才能参与秒杀活动,普通注册用户没有权限。或者,只有等级到达3级以上的普通用户,才有资格参加该活动。

这样简单的提高一点门槛,即使是黄牛党也束手无策,他们总不可能为了参加一次秒杀活动,还另外花钱充值会员吧?

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