# 秒杀系统

**Repository Path**: hnu-turing/seckill-system

## Basic Information

- **Project Name**: 秒杀系统
- **Description**: 基于 Spring Boot 的高并发秒杀系统示例，包含 **商品 / 订单 / 支付** 三大模块，
覆盖防超卖、削峰、缓存、限流、索引优化、乐观锁、Redis 熔断、异步 ES 同步、
Redis-MySQL 一致性 等生产级治理手段。
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 9
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-08-10
- **Last Updated**: 2026-08-31

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 秒杀系统（seckill-system）

基于 Spring Boot 的高并发秒杀系统示例，包含 **商品 / 订单 / 支付** 三大模块，
覆盖防超卖、削峰、缓存、限流、索引优化、乐观锁、Redis 熔断、异步 ES 同步、
Redis-MySQL 一致性 等生产级治理手段。

## 快速启动

```powershell
# 1. 启动 Docker Desktop（开始菜单点开，等右下角鲸鱼图标稳定）
# 2. 一键起中间件：MySQL / Redis / RabbitMQ / ES（首次会拉镜像）
docker compose up -d
# 3. 启动应用（自动打包 + 补齐依赖 + 运行）
.\start.ps1
```

- 演示入口: http://localhost:8080/index.html （用户视角秒杀/下单/支付）
- 管理后台: http://localhost:8080/dashboard.html （概览+对账）、products.html、activities.html、orders.html、balance.html
- RabbitMQ 控制台: http://localhost:15672 （guest/guest）
- 重置演示数据: `docker compose down -v && docker compose up -d`（MySQL 会重跑 sql/schema.sql）
- 全部地址可用环境变量覆盖（MYSQL_HOST / REDIS_HOST / RABBIT_HOST / ES_URIS），见 `application.yml`

## 技术栈

| 组件 | 选型 | 用途 |
|---|---|---|
| Spring Boot 2.7 + MyBatis-Plus 3.5 | 应用框架 | `@Version` 乐观锁、分页 |
| Redis + Redisson 3.17 | 缓存 / 预扣库存 / 分布式锁 / 令牌桶限流 | `RRateLimiter` |
| RabbitMQ | 削峰异步下单、延迟队列、异步 ES 同步、缓存延时双删 | TTL + DLX |
| MySQL 8 | 持久层 | 联合索引、唯一索引、库存/余额条件更新 |
| Elasticsearch 7.12 | 商品搜索 | MQ 异步同步，最终一致 |
| 自研轻量熔断器 | Redis 熔断降级 | CLOSED/OPEN/HALF_OPEN，可无缝替换 Resilience4j |

## 核心设计

### 1. 防超卖（四道防线）

```
用户请求 → Redisson令牌桶限流 → 活动校验(缓存)
        → ① Redis Lua 原子预扣(去重+扣减)
        → ② 发 MQ 异步落库（削峰）
        → ③ MySQL 条件更新 stock >= n（CAS 兜底）
        → ④ uk_user_activity 唯一索引兜底防重复
```

- ① `lua/seckill_deduct.lua`：查重 + 校验库存 + 扣减一条 Lua 原子完成，杜绝并发脏读
- ② 请求只写 Redis + 发 MQ 即返回"排队中"，DB 写压力被 MQ 削平
- ③ `SeckillActivityMapper.deductStock`：`UPDATE ... WHERE stock >= #{n} AND status = 1`，
  影响行数 = 0 即失败，天然不会扣成负数
- ④ `seckill_order.uk_user_activity(user_id, activity_id)` 唯一索引，一人一单 DB 硬约束
- 订单创建失败 / 超时关闭 / 用户取消 → `lua/seckill_revert.lua` 原子回补 Redis 库存 + MySQL `addStock`

### 2. 削峰：异步下单 + 延迟关单

- `seckill.exchange/order.create` → `OrderCreateConsumer` 批量建单（消费速度≠洪峰速度）
- 订单创建后向 **TTL 延迟队列** 投递超时检测消息，30min 到期经死信交换机（DLX）
  路由到 `order.timeout`，状态机 CAS `待支付→超时关闭` 并回补库存
- 消息幂等：`orderNo` 查重 + 状态机 CAS，重复消费/重复投递安全

### 3. 缓存体系（读多写少全链路）

| 风险 | 方案 |
|---|---|
| 穿透 | 不存在的 id 缓存 `NULL` 标记，短 TTL |
| 击穿 | Redisson 分布式锁串行重建 + 锁内双重检查；抢不到锁直接查 DB 不堆积 |
| 雪崩 | 基础 TTL + 随机抖动（600s 窗口）分散过期时间 |
| 一致性 | 更新 DB → 同步删缓存 → **MQ 延时 1s 二次删除**（兜住删除窗内的并发读回填） |

### 4. 限流：Redisson 令牌桶

- `RRateLimiter` 基于 Redis Lua 实现令牌生成/消费原子化，集群维度精确限流
- `@RateLimit` 支持 SpEL 模板 key：`{key={#request.activityId}}`，可叠加多条规则
- 秒杀接口默认：全局 8000 QPS + 每活动 1000 QPS，超过直接返回 429
- **Redis 故障时降级为 JVM 本地令牌桶**（单机维度），限流能力不丢失

### 5. Redis 熔断降级

`RedisCircuitBreaker`（`breaker/RedisCircuitBreaker.java`）：

- 滑动窗口（默认 20 次调用）内基础设施异常比例 ≥ 60% → **熔断 OPEN**
- OPEN 期间 `RedisExecutor` 统一降级：秒杀快速失败（保护线程池）、
  商品读降级直查 DB、缓存写跳过（延时双删兜底）
- 5s 半开探测，连续 3 次成功自动恢复 CLOSED
- 只统计连接失败/超时等基础设施异常，业务异常不计入

### 6. MySQL 索引与乐观锁

- 按访问路径建联合索引：`uk_order_no`、`uk_user_activity`、`idx_status_expire`（超时单扫描）、`idx_status_time`
- 实体 `@Version` + MyBatis-Plus 乐观锁拦截器：更新自动 `version = version + 1` 且 `WHERE version = 旧值`
- 状态流转统一 CAS（`casStatus`），并发回调/关单幂等

### 7. Redis/MySQL 最终一致性（对账闭环）

**收敛链路的每一步都设计成天然一致**，再由定时对账任务兜底漂移：

- 写路径：秒杀预扣 Redis → MQ 建单扣 DB；取消/超时/退款 → Lua 回补 Redis + DB `addStock` 双端回补
- 失败路径：MQ 投递失败立即回补 Redis；消费端确定性失败回补 Redis；Redis 故障期走熔断降级
- 对账任务 `ReconcileService`（每 60s，启动 15s 后首轮，可手动 `POST /api/reconcile/run`）：
  1. **库存对账**：进行中的活动，比对 `seckill:stock:{id}` 与 DB 库存，漂移/丢键 → 以 DB 为唯一账本 `SET` 修正；Redis 熔断期自动跳过本轮
  2. **活动缓存对账**：比对缓存与 DB 的读路径字段（价格/状态/时间/限购），漂移 → 删缓存由下次读重建
  3. **滞留订单对账**：扫描 已过期仍待支付 的订单（延迟消息丢失兜底）→ 状态机 CAS 幂等关单 + 库存回补
- 报告落内存并暴露在管理后台「数据概览 → 最终一致性对账」面板

### 8. 异步 ES 同步

商品写路径只发消息，`EsSyncConsumer` 消费时**从 DB 取最新值写 ES**（索引 `seckill_product`）：
主链路零 ES 依赖，ES 宕机仅告警；最终一致可配定时全量同步任务对齐。

## 压测脚本

`bench/SeckillBench.java`（纯 JDK，无第三方依赖）：

```powershell
javac -encoding UTF-8 -d bench\out bench\SeckillBench.java
java -cp bench\out SeckillBench --activity 1 --users 3000 --concurrency 200
```

- 三阶段：突发下单 → 等 MQ 消费完轮询库存 → 触发对账并打印报告
- 验证点：QUEUED 数 ≤ 剩余库存（防超卖）、超桶请求返回 429（限流）、
  队列立即返回 QUEUED（削峰）、对账 fixedCount=0（Redis/MySQL 一致）
- 实测：3000 并发抢 50 件库存，恰好 50 单 QUEUED、2950 单售罄拒绝，
  落库 50 笔（version=50 次 CAS），对账零修复

## 管理后台与演示页

应用启动后直接浏览器访问（静态页面随 jar 内置，无需额外部署）：

| 页面 | 地址 | 功能 |
|---|---|---|
| 数据概览 | `/dashboard.html` | 今日订单/待支付/GMV/累计销量/进行中活动统计卡，最新订单流 |
| 秒杀演示 | `/` | 多活动切换、倒计时、Redis 实时库存（2s 轮询）、一键秒杀、排队进度轮询 |
| 商品管理 | `/products.html` | 商品 CRUD：分页/名称搜索、新增编辑弹窗、上下架、删除（双删缓存+ES同步） |
| 库存管理 | `/activities.html` | 秒杀活动 CRUD：创建/编辑/上下线，DB 与 Redis 库存并列展示、库存变更实时同步 Redis |
| 订单管理 | `/orders.html` | 按用户/状态筛选分页，支付、取消（回补库存）、退款（回补余额+库存）、删除（仅关闭态） |
| 余额账户 | `/balance.html` | 余额卡片、快捷充值弹窗、支付流水（8s 自动刷新） |

后台风格：左侧导航 + 顶部用户切换（1001~1005），纯原生 HTML/JS（离线零依赖）。

演示流程：数据概览 → 秒杀演示下单（观察实时库存下降）→ 订单管理支付 → 余额账户看流水
→ 取消/退款观察库存与余额回补。

配套后端：用户余额账户（`user_account` 表 + CAS 扣款，不产生负余额；
订单超时关闭/支付失败/退款自动回补）；订单状态机扩展了 `4已退款`。

## 快速开始

```bash
# 1. 一键启动中间件（MySQL 初始化脚本自动执行）
docker compose up -d

# 2. 构建（联网环境直接 mvn package；无网环境见下方"离线构建"）
mvn clean package

# 3. 启动
java -jar target/seckill-system.jar
# 或者：mvn org.springframework.boot:spring-boot-maven-plugin:2.5.15:run
```

默认端口 8080，演示数据：`product#1 / activity#1`（库存 50，活动 2 天内有效）。

### 接口速览

```bash
# 秒杀（userId + activityId）→ 返回排队中的 orderNo
curl -X POST http://localhost:8080/api/seckill \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"userId":1001,"activityId":1,"quantity":1}'

# 轮询订单状态 / 取消
curl "http://localhost:8080/api/orders/{orderNo}?userId=1001"
curl -X POST "http://localhost:8080/api/orders/{orderNo}/cancel?userId=1001"

# 收银台：创建支付单 → 模拟回调
curl -X POST "http://localhost:8080/api/payments?orderNo={orderNo}&userId=1001"
curl -X POST "http://localhost:8080/api/payments/{payNo}/mock-pay"

# 余额：查询 / 充值（前端演示用）
curl http://localhost:8080/api/accounts/1001
curl -X POST "http://localhost:8080/api/accounts/1001/recharge?amount=1000"

# 商品：缓存读 / ES 搜索 / 后台写
curl http://localhost:8080/api/products/1
curl "http://localhost:8080/api/products/search?keyword=iPhone"
curl -X PUT http://localhost:8080/api/products/1 -H "Content-Type: application/json" -d '{...}'
```

### 压测脚本示例（验证限流/防超卖）

```bash
# 200 并发 * 10 用户，观察：订单数 ≤ 库存数，无重复订单，超过 QPS 返回 429
for /l %i in (1,1,50) do curl -s -X POST http://localhost:8080/api/seckill -H "Content-Type: application/json" -d "{\"userId\":%i,\"activityId\":1,\"quantity\":1}"
SELECT COUNT(*), SUM(quantity) FROM seckill_order;   -- ≤ 活动库存
SELECT stock FROM seckill_activity WHERE id=1;       -- 与 Redis seckill:stock:1 一致
```

## 离线构建（本机内置仓库缓存环境）

本地 `~/.m2` 已缓存全部依赖但无外网时：

```bash
mvn -o -s settings-offline.xml clean package -DskipTests
```

- `settings-offline.xml` 声明历史下载来源的仓库 id，使 Maven 认可本地缓存
- 离线仓库缺少 fat-jar 所需的 `spring-boot-loader`，产物为 **薄 jar**，用 `spring-boot:run` 即可运行
- 离线仓库同样缺少 surefire 的 JUnit5 provider，核心逻辑单测通过
  `src/test/java/com/seckill/RunTests.java`（极简反射运行器）执行：
  `mvn -o -s settings-offline.xml test-compile -DskipTests` 后 `java -cp ... com.seckill.RunTests`

## 目录结构

```
src/main/java/com/seckill
├── breaker     # Redis 熔断器（三态切换 + 滑动窗口失败率统计）
├── cache       # RedisExecutor(熔断包装) / ProductCacheService(防穿透/击穿/雪崩) / RedisKeys
├── config      # MQ 拓扑(交换机/队列/TTL+DLX) / MyBatis-Plus(乐观锁) / Lua 脚本 Bean / 库存预热
├── controller  # 商品 / 秒杀 / 订单 / 支付 REST 接口
├── dto         # 请求校验
├── entity      # Product / SeckillActivity / SeckillOrder / SeckillPayment（@Version 乐观锁）
├── es          # ProductSearchService（RestHighLevelClient 直写）/ ProductDoc
├── mapper      # BaseMapper + 库存 CAS / 状态机 CAS 等自定义 SQL
├── mq          # 生产者 / 4 个消费者（手动 ack + 幂等 + 确定性失败不重试）
├── ratelimit   # @RateLimit + Redisson 令牌桶切面（含本地降级桶）
└── service     # Seckill / Order / Payment / Product 核心链路
src/main/resources/lua   # 预扣 / 回补 原子脚本
sql/schema.sql           # 建库建表（索引规范 + 演示数据）
```

## 可扩展点（生产化建议）

- 秒杀资格：接口地址动态化/验证码/答题/用户侧风控
- 库存对账：定时任务比对 Redis 与 MySQL 库存并告警
- 延迟队列：30min 全队列单 TTL；精细化粒度可换 RocketMQ 延迟消息或 Redisson DelayedQueue
- 熔断器：替换 Resilience4j 原语（接口语义已对齐）
- 缓存一致性更强：接 Canal 订阅 binlog 异步刷新缓存