如何轻松快速搭建一个简单的、高性能的电商系统？秒杀抢购和订单架构的设计与实现

本文将展示如何使用 Sponge 框架快速创建一个简易版高性能电商系统，主要实现秒杀抢购和订单功能，并通过分布式事务管理器 DTM 来确保数据一致性。电商系统的架构图如下：

这是源码示例eshop，目录下包括了两个一样的代码示例，只是代码结构稍有不同，主要是为了展示说明sponge支持创建不同仓库模式的微服务项目，example-1-multi-repo是适合微服务多仓库(multi-repo)，example-2-mono-repo是适合微服务单仓库(mono-repo)。

准备环境

为了构建这个电商系统，准备生成代码工具：

• Sponge: 快速创建不同类型服务和模块代码。点击 Sponge 安装说明 以获取更多信息。

准备以下依赖服务：

• DTM：分布式事务管理器，用于保证系统在多服务调用中的数据一致性。
• Redis：结合 DTM，用作秒杀抢购的缓存。
• Kafka：作为订单系统的消息队列，用于处理订单异步消息。
• MySQL：为各个服务提供数据存储。

所有这些服务将运行在虚拟机中，虚拟机的 IP 地址为 192.168.3.37。

启动 DTM 服务

DTM 是本系统的核心组件之一，负责管理订单和秒杀抢购的分布式事务。需要启动两个 DTM 服务实例，分别用于 MySQL 和 Redis 存储。

DTM下载地址：https://github.com/dtm-labs/dtm/releases/tag/v1.18.0

服务名	端口配置
DTM-MySQL	HTTP: 36789, gRPC: 36790
DTM-Redis	HTTP: 35789, gRPC: 35790

1. 启动使dtm-mysql服务

• 在 MySQL 中导入 DTM 需要的表结构：

  • dtmcli.barrier.mysql.sql
  • dtmsvr.storage.mysql.sql

• 修改 DTM 配置文件 (示例配置文件)：

  Store: # specify which engine to store trans status
    Driver: 'mysql'
    Host: '192.168.3.37'
    User: 'root'
    Password: '123456'
    Port: 3306
    Db: 'dtm'
  
  # 使用注册与发现(sponge的dtm驱动已支持etcd、consul、nacos)
  #MicroService:
     #Driver: 'dtm-driver-sponge'
     #Target: 'etcd://127.0.0.1:2379/dtmservice'
     #EndPoint: 'grpc://127.0.0.1:36790'

• 启动 DTM 服务：

  #dtm 服务端口 http: 36789, grpc: 36790 
  ./dtm -c conf.yml

2. 启动dtm-redis服务

• 修改 DTM 配置文件 (示例配置文件)：

  Store: # specify which engine to store trans status
      Driver: 'redis'
      Host: '192.168.3.37'
      User: 'default'
      Password: '123456'
      Port: 6379
  
  
  # 修改默认dtm服务端口
  HttpPort: 35789
  GrpcPort: 35790
  
  
  # 如果使用注册与发现(sponge的dtm驱动已支持etcd\consul\nacos)，则需要配置如下(使用http协议)
  #MicroService:
     #Driver: 'dtm-driver-sponge'
     #Target: 'etcd://127.0.0.1:2379/dtmservice'
     #EndPoint: 'http://127.0.0.1:35789'

• 启动 DTM 服务：

  #dtm 服务端口 http: 35789, grpc: 35790 
  ./dtm -c conf.yml

使用sponge快速构建电商系统

简易版电商系统由以下 8 个微服务组成：

• eshop_gw：API 网关服务
• user：用户服务
• product：商品服务
• order：订单服务
• stock：库存服务
• coupon：优惠券服务
• pay：支付服务
• flashSale：秒杀抢购服务

1. 准备各个服务mysql数据库和表

将以下服务对应的数据库表导入 MySQL：

• user 服务的库和表
• product 服务的库和表
• order 服务的库和表
• stock 服务的库和表
• coupon 服务的库和表
• pay 服务的库和表

2. 准备各个服务的protobuf文件

这些protobuf文件给sponge快速创建服务：

• user 服务的protobuf文件
• product 服务的protobuf文件
• order 服务的protobuf文件
• stock 服务的protobuf文件
• coupon 服务的protobuf文件
• pay 服务的protobuf文件
• flashSale 秒杀抢购服的protobuf文件
• eshop_gw api 网关服务的protobuf文件

3. 基于protobuf生成gRPC+HTTP混合服务代码

打开sponge的UI页面，切换到菜单Protobuf --> 创建grpc+http服务，填写参数，分别生成7个支持grpc+http混合服务代码user、product、order、stock、coupon、pay、flashSale，如下图所示：

下载代码后，分别解压各个服务代码到eshop目录下。

注：在生成代码页面如果参数开启了大仓库类型，表示创建的服务适合微服务单仓库(mono-repo)模式。

4. 基于mysql表生成CRUD代码

打开sponge的UI页面，切换到菜单Public --> 生成service+handler CRUD代码，填写参数，分别生成user、product、order、stock、coupon、pay服务的CRUD代码，如下图所示：

下载代码后，分别解压CRUD代码，把CRUD代码(api和internal两个目录)移动到对应服务代码中(如果提示proto文件重复，忽略即可)。

注：在生成代码页面如果参数开启了大仓库类型，表示创建的服务适合微服务单仓库(mono-repo)模式。

5. 基于protobuf生成api网关服务代码

打开sponge的UI页面，切换到菜单Protobuf --> 创建grpc网关服务，填写参数，生成eshop_gw的api网关服务代码，如下图所示：

下载代码后，解压服务代码到eshop目录下。

为了让eshop_gw服务可以连接各个服务，需要生成连接代码。打开sponge的UI页面，切换到菜单Public --> 生成grpc连接代码，填写参数，生成eshop_gw的连接各个grpc代码，如下图所示：

下载代码后，解压代码，把连接代码(internal目录)移动到eshop_gw服务代码中。

注：在生成代码页面如果参数开启了大仓库类型，表示创建的服务适合微服务单仓库(mono-repo)模式。

6. 填写业务逻辑代码

到此为止，服务框架已经基本搭建完毕。接下来分别在各服务的 internal/service 目录下编写实际的业务逻辑代码。

7. 启动服务

启动服务前先修改各个服务的配置文件，修改端口、数据库连接等信息。各个服务默认的http端口(8080)，grpc端口(8282)，因为在同一台主机本地(本地测试ip为192.168.3.90)运行，为了防止端口冲突，所以在配置已经修改了各个服务的端口(在configs/xxx.yml目录下和api/xxx/v1/xxx.proto中修改端口)，下面是已修改的端口：

服务	协议	HTTP 端口	gRPC 端口
eshop_gw	HTTP	8080	-
user	HTTP, gRPC	30080	30082
product	HTTP, gRPC	30180	30182
order	HTTP, gRPC	30280	30282
stock	HTTP, gRPC	30380	30382
coupon	HTTP, gRPC	30480	30482
pay	HTTP, gRPC	30580	30582
flashSale	HTTP, gRPC	30680	30682

注：如果在容器或不同机器上运行，不需要修改默认的端口，只需修改映射端口。

测试与验证

单个服务测试

各个服务启动成功之后，先验证单个服务是否正常运行，分别测试user、product、order、stock、coupon、pay、flashSale这7个服务的api。

在浏览器访问 http://localhost:<服务端口>/apis/swagger/index.html，验证各个服务的api是否正常，除了在swaggers页面测试api，也可以在各个服务下的internal/service/xxx_client_test.go 文件中填写参数后运行测试grpc api。

集成测试

各个服务测试正常后，通过eshop_gw的api网关服务测试整个系统是否正常运行。在浏览器访问api网关服务的swagger页面，http://localhost:8080/apis/swagger/index.html，如下图所示：

测试提交订单 API

• 提交订单使用了dtm的分布式事务模式saga，主要验证创建订单、扣减库存、创建支付订单、优惠券数据是否一致。

• 为了避免库存不足导致订单失败，测试前先设置库存，在swagger页面找到设置产品库存api，填写参数，例如产品id为1、库存为10

  {
    "productID": 1,
    "stock": 10
  }

• 测试提交订单分别请求无缓冲队列和缓冲队列的api，在swagger页面找到对应的api，填写参数，例如用户id为1、产品id为1、产品数量为1、订单金额为100

  {
    "userID": 1,
    "productID": 1,
    "productCount": 1,
    "amount": 100,
    "couponID": 0
  }

注：如果设置couponID不为0，表示使用优惠券，如果优惠券失效或过期，会导致订单失败。如果想使得订单成功的话，在swagger页面找到创建优惠券api创建新的优惠券，然后获取得到优惠券id，填写到提交订单api的couponID字段。

测试秒杀抢购API

• 秒杀抢购使用了kafka的消息队列、dtm+redis的二阶段消息、dtm+mysql的saga两个分布式事务模式，主要验证秒杀抢购、扣减库存、创建订单、扣减库存、创建支付订单数据是否一致。

• 为了避免库存不足导致订单失败，测试前先设置库存，在swagger页面找到设置产品库存api，填写参数，例如产品id为1、库存为10

  {
   "productID": 1,
   "stock": 10
  }

• 测试秒杀抢购api，验证数据是否一致，在swagger页面找到秒杀抢购api，填写参数，例如用户id为1、产品id为1

  {
    "userID": 1,
    "productID": 1,
    "amount": 100
  }

压力测试

这里使用压力测试工具k6对eshop_gw的api网关服务进行压力测试，验证系统在高并发场景下的性能。压测前先设置足够的库存数量，否则会导致订单失败。

1. 压测提交订单 API的场景，使用k6的脚本 submitOrder.js ，运行命令如下：

   # 1000个虚拟用户，持续10秒
   k6 run --vus 1000 --duration 10s test/k6/submitOrder.js
   
   # 或者，指定虚拟用户数和请求迭代次数，例如1000个虚拟用户共同完成迭代请求100000次
   k6 run -u 1000 -i 100000 submit_order.js

2. 压测秒杀抢购 API的场景，使用k6的脚本 flashSale.js ，运行命令如下：

   # 10000个虚拟用户，持续1秒
   k6 run --vus 10000 --duration 1s test/k6/flashSale.js

注：压测结果与机器配置、网络环境、数据库配置等因素有关，请根据实际情况进行调整。

总结

这个例子展示了如何快速构建一个高性能的电子商务系统。系统架构分为用户、产品、订单、库存、支付、秒杀抢购等服务，每个服务代码（不含业务逻辑代码）都可以由Sponge生成，使用DTM保证高并发秒杀、订单场景下的数据一致性。通过集成Redis和Kafka，系统还具有高效的缓存和消息队列支持，提高了整体性能和可扩展性。