欢迎关注公众号（通过文章导读关注：【11来了】），及时收到 AI 前沿项目工具及新技术的推送！

在我后台回复 「资料」 可领取编程高频电子书！
在我后台回复「面试」可领取硬核面试笔记！

文章导读地址：点击查看文章导读！

感谢你的关注！

12306 架构设计难点

坐过高铁吧，有抢过票吗？你说说抢票会有哪些情况？

抢票会存在线程安全的问题，因为高铁票是作为一个共享的数据存在，多个线程去读写共享的数据，就会存现线程安全的问题

具体的线程不安全问题就是：高铁票的 少卖 和 超卖

先说一下整个抢票中所涉及的流程：生成订单、扣减库存、用户支付

那么为了保证高并发，扣减库存的操作可以放在本地去做，生成订单的操作通过异步，可以大幅提高系统并发度

接下来先说一下如何 优化抢票性能 ：

将库存放在每台机器的本地，比如总共有 1w 个余票库存，共有 100 台机器，那么就在每台机器上方 100 个库存

当用户抢票之后，就会在本地先扣减库存，如果本地库存不足，此时可以给用户返回一个友好提示，让用户稍后再重试抢票，再将用户抢票的请求路由到其他有库存的机器上去

如果本地库存足够的话，就先扣除本地库存，之后再发送一个 MQ 消息异步的生成高铁票的订单，等待用户支付，如果用户十分钟内不支付的话，订单就失效，返还库存

接下来分析一下上边的流程是否会出现少卖和超卖的问题：

对于超卖来说，每次用户请求时，先扣除库存，再去生成订单，这样当库存不足时，就不会再生成订单了，因此肯定不会出现超卖的问题

对于少卖来说，总共有 100 台机器，每台机器有 100 个库存，如果其中的几台机器宕机了，那么宕机的机器上的库存就没办法继续售卖，就会出现少卖的问题

解决少卖问题：

可以在每台机器上放一些冗余的库存，如果其他机器发生了宕机，就将宕机的机器上的库存给放到健康的机器上去，就可以避免机器宕机而导致一部分库存卖不出去的问题了

那么这样的话，就需要使用 Redis 来统一管理每台机器上的库存，也就是在分布式缓存 Redis 中存储一份缓存，在每台机器的本地也存储一份缓存，当扣减完机器本地的库存之后，再去发送一个远程请求扣减 Redis 上的库存

最后完整的抢票流程：

1. 用户发出抢票请求，在本地进行扣减库存操作
2. 如果本地库存不足，返回用户友好提示，可以稍后重试，如果所有机器上的库存都不足的话，可以直接返回用户已售罄的提示
3. 如果本地库存充足，在本地扣减库存之后，再向 Redis 中发送网络请求，进行库存扣减（这里 Redis 的作用就是统一管理所有机器上的库存数量）
4. 扣减库存之后，再发送 MQ 消息，异步的生成订单，之后等待用户支付即可

如有不足，欢迎指出

现在我们来给 12306 抢票系统设计一个缓存，kv 存什么？

在回答的时候，要先给面试官分析一下业务场景，再说怎么去设计缓存

在 12306 中如果要设计缓存的话，可以考虑给余票设计一个缓存，因为余票信息是读取比较多的数据，并且在首页，放在缓存中可以大大加快用户查询的速度，如下图

• 余票信息缓存

余票信息缓存的话，将车站到车站之间的信息以及余票信息给存储到缓存中，比如当用户查询 A 车站到 B 车站的车票信息时，直接从缓存中获取，如果缓存中没有的话，去数据库中查询，并且在 Redis 缓存中构建一份缓存数据

key 设计为站点的信息，比如查询 2023 年 12 月 15 日 A 车站到 B 车站的车票信息：remaining_ticket_info:{year}:{month}:{day}:{起使车站}:{终止车站}

value 为起使车站到终止车站的信息，比如车次号、余票信息、票价信息、经过车站等一些信息

这里我觉得余票数量可以和其他缓存给分开存储，因为像余票信息的话，用户购买后是需要修改的，如果将余票数量和其他缓存数据放在一起的话，每次修改的时候，都要重新构建很多数据，比较麻烦

• 余票数量缓存

余票数量缓存的 key 设计为：remaining_ticket_num:{year}:{month}:{day}:{起使车站}:{终止车站}

value ：存储余票的数量