Python單例設(shè)計(jì)與企業(yè)級(jí)電商業(yè)務(wù)秒殺功能解決方案

更新時(shí)間:2020年07月22日18時(shí)15分來(lái)源:傳智播客瀏覽次數(shù):

1、單例設(shè)計(jì)模式?

單例—將只會(huì)初始化一次的操作，可以封裝到單列中—優(yōu)化單例—始終只需要初始化一個(gè)對(duì)象的方案，可以采用單例---數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接用單例ip + 端口 + 賬號(hào)密碼 == 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象ip + 端口 + 賬號(hào)密碼 == 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象 ip + 端口 + 賬號(hào)密碼 == 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象

(1)單例只保留一個(gè)對(duì)象，可以減少系統(tǒng)資源開(kāi)銷。

(2)提高創(chuàng)建速度，每次都獲取已經(jīng)存在的對(duì)象因此提高創(chuàng)建速度--全局共享對(duì)象。

(3)單例在系統(tǒng)中只存在一個(gè)對(duì)象實(shí)例，因此任何地方使用此對(duì)象都是同一個(gè)對(duì)象避免多實(shí)例創(chuàng)建使用時(shí)產(chǎn)生的邏輯錯(cuò)誤。

代碼實(shí)現(xiàn)

# 方案一:重寫__new__方法實(shí)現(xiàn)單列

class Singleton(object):

def __new__(cls, *args, **kwargs):

if not hasattr(cls, '_instance'):

cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)

return cls._instance

# 方法二：使用裝飾器實(shí)現(xiàn)單列

from threading import Lock

def singleton(cls):

instances = {}

instances_lock = Lock()

def wrapper(*args, **kwargs):

if cls not in instances:

# 使用鎖保證只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象

with instances_lock:

# {"類名": 類的對(duì)象}

instances[cls] = cls(*args, **kwargs)

# 下一次直接返回對(duì)象

return instances[cls]

return wrapper

# 裝飾完畢后這個(gè)類就是一個(gè)單列

@singleton

class Foo(object):

pass

foo1 = Foo()

foo2 = Foo()

單列在項(xiàng)目中應(yīng)用

# -*- coding:utf-8 -*-

from info.lib.yuntongxun.CCPRestSDK import REST

import ssl

ssl._create_default_https_context = ssl._create_unverified_context

#-----------------------需要將以下代碼修改為自己賬號(hào)里面的值-------------------------------------

# 說(shuō)明：主賬號(hào)，登陸云通訊網(wǎng)站后，可在"控制臺(tái)-應(yīng)用"中看到開(kāi)發(fā)者主賬號(hào)ACCOUNT SID

_accountSid = '8a216da85f5c89b1015f9be6a9a41d68'

# 說(shuō)明：主賬號(hào)Token，登陸云通訊網(wǎng)站后，可在控制臺(tái)-應(yīng)用中看到開(kāi)發(fā)者主賬號(hào)AUTH TOKEN

_accountToken = 'a5561334640043198099b9edcdcc86d5'

# 請(qǐng)使用管理控制臺(tái)首頁(yè)的APPID或自己創(chuàng)建應(yīng)用的APPID

_appId = '8a216da85f5c89b1015f9be6ab121d6f'

#-----------------------------------------------------------------------------------------------

# 說(shuō)明：請(qǐng)求地址，生產(chǎn)環(huán)境配置成app.cloopen.com

_serverIP = 'app.cloopen.com'

# 說(shuō)明：請(qǐng)求端口，生產(chǎn)環(huán)境為8883

_serverPort = "8883"

# 說(shuō)明：REST API版本號(hào)保持不變

_softVersion = '2013-12-26'

# 云通訊官方提供的發(fā)送短信代碼實(shí)例--(未使用單列模型進(jìn)行優(yōu)化，每次發(fā)送短信驗(yàn)證都需要進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證操作耗時(shí))

# def sendTemplateSMS(to, datas, tempId):

# # 初始化REST SDK

# # 權(quán)限校驗(yàn)

# # 需要和云通信后臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊---耗時(shí)

# rest = REST(serverIP, serverPort, softVersion)

# rest.setAccount(accountSid, accountToken)

# rest.setAppId(appId)

# # 發(fā)短信

# result = rest.sendTemplateSMS(to, datas, tempId)

# for k, v in result.iteritems():

# if k == 'templateSMS':

# for k, s in v.iteritems():

# print '%s:%s' % (k, s)

# else:

# print '%s:%s' % (k, v)

# 使用單列模型進(jìn)行優(yōu)化，只需要在第一次短信驗(yàn)證碼的時(shí)候進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證

class CCP(object):

"""發(fā)送短信的輔助類"""

def __new__(cls, *args, **kwargs):

# 判斷是否存在類屬性_instance，_instance是類CCP的唯一對(duì)象，即單例

if not hasattr(CCP, "_instance"):

# 將客戶端和云通信的權(quán)限鑒定操作封裝到單列中提高性能

# 父類初始化給對(duì)象賦值

cls._instance = super(CCP, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)

# 權(quán)限認(rèn)證封裝到單列【提高性能】，判斷你是否是云通信的開(kāi)發(fā)者

cls._instance.rest = REST(_serverIP, _serverPort, _softVersion)

cls._instance.rest.setAccount(_accountSid, _accountToken)

cls._instance.rest.setAppId(_appId)

# 當(dāng)CCP類身上有_instance屬性，直接返回

return cls._instance

# CCP().send_template_sms()

def send_template_sms(self, to, datas, temp_id):

"""發(fā)送模板短信"""

# @param to 手機(jī)號(hào)碼

# @param datas 內(nèi)容數(shù)據(jù) 格式為數(shù)組例如：{'6位短信驗(yàn)證碼值：123456', '5'}，如不需替換請(qǐng)?zhí)?''

# @param temp_id 模板Id

result = self.rest.sendTemplateSMS(to, datas, temp_id)

print(result)

# 如果云通訊發(fā)送短信成功，返回的字典數(shù)據(jù)result中statuCode字段的值為"000000"

if result.get("statusCode") == "000000":

# 返回0 表示發(fā)送短信成功

return 0

else:

# 返回-1 表示發(fā)送失敗

return -1

if __name__ == '__main__':

ccp = CCP()

# 注意：測(cè)試的短信模板編號(hào)為1

ccp.send_template_sms('185xxxxxxxx', ['1234', 5], 1)

python web 處理企業(yè)級(jí)電商業(yè)務(wù)中的秒殺功能：

(1)[秒殺]搶訂單環(huán)節(jié)一般會(huì)帶來(lái)2個(gè)問(wèn)題：

·高并發(fā)：大量用戶同一時(shí)間搶購(gòu)，網(wǎng)站瞬時(shí)訪問(wèn)量劇增，導(dǎo)致服務(wù)器壓力大
·超賣: 成功下訂單買到商品的人數(shù)，超過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)最大庫(kù)存數(shù)量

(2)[秒殺]解決方案：

前端 [擴(kuò)容，靜態(tài)化，限流]：

A擴(kuò)容：加機(jī)器，這是最簡(jiǎn)單的方法，通過(guò)增加前端池的整體承載量來(lái)抗峰值。

B：靜態(tài)化將頁(yè)面能夠靜態(tài)化的元素全部靜態(tài)化，并減少動(dòng)態(tài)元素，通過(guò)CDN來(lái)抗峰值ESI: 在web服務(wù)器上做動(dòng)態(tài)內(nèi)容請(qǐng)求，并將數(shù)據(jù)插入靜態(tài)頁(yè)面中，用戶拿到就一個(gè)完整的頁(yè)面，這種方案對(duì)服務(wù)器端性能有影響，但是用戶體驗(yàn)好。

CSI：在靜態(tài)頁(yè)面中單獨(dú)發(fā)送異步j(luò)s請(qǐng)求，從服務(wù)器動(dòng)態(tài)獲取數(shù)據(jù)，這種服務(wù)器效果很好，但是用戶體驗(yàn)稍差

C：限流

ip限流：針對(duì)某一個(gè)ip地址，限制單位時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)次數(shù)

D：其他

在活動(dòng)入口的地方設(shè)置關(guān)卡游戲或者問(wèn)題環(huán)節(jié)，削弱峰值

后端出現(xiàn)高并發(fā)和超賣的原因：

I：首先MySQL自身對(duì)于高并發(fā)的處理性能就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，MySQL的處理性能會(huì)隨著并發(fā)thread上升而上升，但是到了一定的并發(fā)度之后會(huì)出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，之后一路下降，最終甚至?xí)葐蝨hread的性能還要差。

II：其次，超賣的根結(jié)在于減庫(kù)存操作是一個(gè)事務(wù)操作，需要先select，然后insert，最后update -1。最后這個(gè)-1操作是不能出現(xiàn)負(fù)數(shù)的，但是當(dāng)多用戶在有庫(kù)存的情況下并發(fā)操作，出現(xiàn)負(fù)數(shù)這是無(wú)法避免的。

III：最后，當(dāng)減庫(kù)存和高并發(fā)碰到一起的時(shí)候，由于操作的庫(kù)存數(shù)目在同一行，就會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)搶InnoDB行鎖的問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)互相等待甚至死鎖，從而大大降低MySQL的處理性能，最終導(dǎo)致前端頁(yè)面出現(xiàn)超時(shí)異常。

解決方案1：

將存庫(kù)從MySQL前移到Redis中，所有的寫操作放到內(nèi)存中，由于Redis中不存在鎖故不會(huì)出現(xiàn)互相等待，并且由于Redis的寫性能和讀性能都遠(yuǎn)高于MySQL，這就解決了高并發(fā)下的性能問(wèn)題。然后通過(guò)隊(duì)列等異步手段，將變化的數(shù)據(jù)異步寫入到DB中。

優(yōu)點(diǎn)：解決性能問(wèn)題

缺點(diǎn)：沒(méi)有解決超賣問(wèn)題，同時(shí)由于異步寫入DB，存在某一時(shí)刻DB和Redis中數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn)。

解決方案2：

引入隊(duì)列，然后將所有寫DB操作在單隊(duì)列中排隊(duì)，完全串行處理。當(dāng)達(dá)到庫(kù)存閥值的時(shí)候就不在消費(fèi)隊(duì)列，并關(guān)閉購(gòu)買功能。這就解決了超賣問(wèn)題。

優(yōu)點(diǎn)：解決超賣問(wèn)題，略微提升性能。

缺點(diǎn)：性能受限于隊(duì)列處理機(jī)處理性能和DB的寫入性能中最短的那個(gè)，另外多商品同時(shí)搶購(gòu)的時(shí)候需要準(zhǔn)備多條隊(duì)列。

解決方案3：

將寫操作前移到Memcached中，同時(shí)利用Memcached的輕量級(jí)的鎖機(jī)制CAS來(lái)實(shí)現(xiàn)減庫(kù)存操作。

優(yōu)點(diǎn)：讀寫在內(nèi)存中，操作性能快，引入輕量級(jí)鎖之后可以保證同一時(shí)刻只有一個(gè)寫入成功，解決減庫(kù)存問(wèn)題。

缺點(diǎn)：沒(méi)有實(shí)測(cè)，基于CAS的特性不知道高并發(fā)下是否會(huì)出現(xiàn)大量更新失敗?不過(guò)加鎖之后肯定對(duì)并發(fā)性能會(huì)有影響。

解決方案4：

將提交操作變成兩段式，先申請(qǐng)后確認(rèn)。然后利用Redis的原子自增操作(相比較MySQL的自增來(lái)說(shuō)沒(méi)有空洞)，同時(shí)利用Redis的事務(wù)特性來(lái)發(fā)號(hào)，保證拿到小于等于庫(kù)存閥值的號(hào)的人都可以成功提交訂單。然后數(shù)據(jù)異步更新到DB中。

優(yōu)點(diǎn)：解決超賣問(wèn)題，庫(kù)存讀寫都在內(nèi)存中，故同時(shí)解決性能問(wèn)題。缺點(diǎn)：由于異步寫入DB，可能存在數(shù)據(jù)不一致。另可能存在少買，也就是如果拿到號(hào)的人不真正下訂單，可能庫(kù)存減為0，但是訂單數(shù)并沒(méi)有達(dá)到庫(kù)存閥值。

服務(wù)器解決性能瓶頸問(wèn)題

1、排隊(duì)：可以使用消息隊(duì)列，將同步請(qǐng)求轉(zhuǎn)化成異步請(qǐng)求，中間通過(guò)一個(gè)消息隊(duì)列在一端[隊(duì)列入口]承接瞬時(shí)的流量峰值，在另一端[隊(duì)列出口]平滑的將消息推送出去;

2、設(shè)置關(guān)卡：在活動(dòng)入口的地方設(shè)置關(guān)卡游戲或者問(wèn)題環(huán)節(jié)，削弱峰值;

3、分層過(guò)濾：秒殺請(qǐng)求先經(jīng)過(guò)CDN ==> 前端系統(tǒng) ==> 后端系統(tǒng) 過(guò)濾掉無(wú)效請(qǐng)求。

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