# xuanke

**Repository Path**: ygp2015/xuanke

## Basic Information

- **Project Name**: xuanke
- **Description**:  基于SpringBoot的高并发选课系统
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: BSD-3-Clause
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 1
- **Created**: 2023-10-22
- **Last Updated**: 2025-03-26

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 基于SpringBoot的高并发选课系统

## 项目简介

本项目主要解决在高校选课场景下，保证选课系统在大量读写压力下不宕机，以及选课时尽可能提高选课QPS，给学生一个良好的选课体验，完成上述功能同时保证选课安全


## 技术选型

前端：Bootstrap、JQuery、Thymeleaf

后端：SpringBoot、Shiro、JPA、Caffeine

中间件：Redis、RabbitMQ、Druid

数据库：MySQL



## 优化思路

### 页面查看

解决思路：从Redis缓存中查看数据，减少数据库访问

从数据可见性角度来讲，分为对所有人可见的公有信息，和只有自己可见的私有信息


### 登陆

1. 学生可能多次登陆系统，第一次登陆时将学生信息加载进Redis，减少后续登陆时对数据库的访问
2. 通过单例模式构建全局唯一类，根据sessionID保存学生学号，供后续使用

### 选课

 **_此功能为整个系统的重点优化之处，_** 主要分为两大步骤，选课安全验证和执行选课操作
#### **选课安全验证**

1. IP限流，每分钟可以访问三次，与学号绑定，通过Redis实现
2. 判断是否存在该课程，从Redis中查看
3. 判断是否在规定选课时限范围内，从Redis中查看
4. 若满足上述步骤，根据课程号生成其md5值，暴露秒杀地址
5. 执行选课操作时验证秒杀地址是否正确
#### 执行选课操作
1. 通过本地标记判断是否有余量，若有，执行后续
2. 判断是否重选，通过查看Redis是否有对应缓存来实现
3. 判断上课时间是否冲突，构造冲突判断算法，遍历Redis中已选课程进行验证
4. 库存预减，当库存为0时，将该授课计划添加到本地缓存中，本地缓存通过Caffeine构建
5. 选课请求压入MQ，异步执行，流量削峰，消费端消费选课信息，将结果写入数据库，结果写入数据库这一步采用事务机制，先插入结果，后减余量，减少事务期间锁持有时间，优化数据库读写性能
6. 返回执行成功标识，但结果需要到选课查询页面确认
#### 预加载
通过上述代码所示，Spring在生成Bean初期，会将选课所需要的相关数据加载到Redis中
#### 超选
### 退课
1. 到Redis中查看是否存在该条选课记录
2. 删除该条选课记录，对应授课计划余量加一（事务，减少锁持有时间）
3. 修改Redis中对应数据，余量加一，删除掉该条选课记录
4. 返回退课成功标识
### 其他优化点
 **安全相关：** 存储在数据库中的密码和选课链接都经过了MD5加密，对应MD5值的生成经过了两次加盐
 **数据库操作：** 引入Druid数据库连接池，提升对数据库的操作性能
## 压力测试
 测试内容：选课QPS
 测试技术：Jmeter
 测试环境：MacBook Pro2018，JDK1.8,Jmeter 5.3
 测试计划：理想状态下（余量充足，不存在重复选课，上课时间不冲突等），同时执行5000个线程（模仿5000个同学），选同一节课，看选课执行情况
 测试方案：
1. 利用mysql存储过程生成5000个学生学号，并将数据导出为cvs格式，供Jmeter使用
2. 使用Jmeter图形化界面生成测试方案，验证测试方案可行性
3. 使用Jmeter命令行压测（图形化界面仅用来做验证，并不适合高负载压测），执行5次，查看结果
### 压测结果说明
多次压测后得出来的平均选课qps为500出头，读页面的平均选课qps为900多