商品库存与秒杀系统

基于微服务架构的商品库存与秒杀系统，覆盖分布式系统三大核心作业：高并发读、高并发写、分布式事务。

系统架构

Client
  │
  ▼
Nginx (:8080)  ← 负载均衡 + 动静分离
  ├── /static/*        → 静态文件直出
  ├── /api/user/*      → user-service-1/2（轮询，8081/8082）
  ├── /api/product/*   → product-service-1/2（轮询，8083/8086）
  ├── /api/inventory/* → inventory-service（8084，秒杀核心）
  └── /api/order/*     → order-service（8085，异步下单）
         │
         ├── MySQL 8.0（主从复制，master:3307 / slave:3308）
         ├── Redis 7.x（缓存 + 分布式锁 + 库存预减）
         ├── Kafka（异步订单消息队列）
         └── Elasticsearch 8.11（商品全文搜索）

技术栈

层次	技术选型
后端框架	Spring Boot 3.2
持久层	MyBatis
数据库	MySQL 8.0（主从复制）
缓存	Redis 7.x
分布式锁	Redisson 3.27
消息队列	Kafka (Confluent 7.4)
搜索引擎	Elasticsearch 8.11
读写分离	AbstractRoutingDataSource + AOP
分表	ShardingSphere-JDBC 5.4（order-service）
认证	JWT (jjwt 0.12)
容器化	Docker + Docker Compose
负载均衡	Nginx 1.25

作业完成清单

作业一：系统设计与基础实现

• ✅ 微服务拆分（用户、商品、库存、订单四服务）
• ✅ RESTful API 设计
• ✅ MySQL 数据库设计（用户/商品/库存/订单/秒杀记录）
• ✅ Spring Boot + MyBatis + MySQL 环境搭建
• ✅ 用户注册/登录（JWT 认证，Token 存 Redis，TTL 2h）
• ✅ Docker + Docker Compose 容器化部署
• ✅ Nginx 负载均衡（轮询 / IP Hash / 最少连接）
• ✅ 动静分离（静态文件直出，动态接口代理）

作业二：高并发读

• ✅ MySQL 主从复制（binlog ROW 格式，master→slave 实时同步）
• ✅ 读写分离（AbstractRoutingDataSource + @ReadOnly AOP，SELECT 路由从库）
• ✅ Elasticsearch 全文搜索（商品名称/描述索引，启动时全量同步）
• ✅ Redis 分布式缓存，三大问题处理：
  • 缓存穿透：查询不存在商品缓存空值 "NULL"，TTL=60s
  • 缓存击穿：Redis SETNX 互斥锁，只让一个线程查 DB
  • 缓存雪崩：TTL = 基础值(3600s) + 随机偏移(0~600s)

作业三：高并发写 + 分布式事务

• ✅ Kafka 异步下单（秒杀请求发 Kafka，inventory-service 消费处理）
• ✅ 三层防超卖：
  1. Redis DECR 原子预减库存（最快拦截）
  2. Redisson 分布式锁（防并发重复下单）
  3. MySQL 乐观锁（version 字段，最终一致性兜底）
• ✅ 幂等性（Redis 秒杀记录去重，同一用户同一商品只能成功一次）
• ✅ ShardingSphere 分表（t_order 按 id%4 分为 t_order_0~3）
• ✅ Outbox Pattern 分布式事务（本地消息表 t_outbox_message，保证库存扣减与订单创建最终一致）

快速启动

# 一键构建并启动所有服务
docker-compose up -d --build

# 查看服务状态
docker-compose ps

# 停止所有服务
docker-compose down

启动后端口汇总：

服务	宿主机端口
Nginx（统一入口）	8080
user-service-1/2	8081 / 8082
product-service-1/2	8083 / 8086
inventory-service	8084
order-service	8085
MySQL master	3307
MySQL slave	3308
Redis	6379
Kafka	9092
Elasticsearch	9200

注意：Nginx 使用 8080 端口（80 端口可能被其他服务占用）

接口示例

所有请求通过 Nginx（端口 8080）统一入口。

# 注册
curl -X POST http://localhost:8080/api/user/register \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"username":"test","password":"123456","email":"test@test.com"}'

# 登录（返回 JWT Token）
curl -X POST http://localhost:8080/api/user/login \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"username":"test","password":"123456"}'

# 商品列表（读从库）
curl http://localhost:8080/api/product/list

# 商品详情（Redis 缓存，fromCache=true 表示命中缓存）
curl http://localhost:8080/api/product/1

# ES 全文搜索
curl "http://localhost:8080/api/product/search?keyword=iPhone"

# 秒杀下单（需要 JWT Token）
curl -X POST http://localhost:8080/api/inventory/seckill \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -H "Authorization: Bearer <token>" \
  -d '{"productId":1,"userId":1}'

目录结构

DistributedHomework/
├── docker-compose.yml
├── nginx/                  # 负载均衡 + 动静分离
├── frontend/               # 静态页面
├── mysql/
│   ├── master/my.cnf       # 主库配置（binlog ROW）
│   └── slave/              # 从库配置 + 初始化脚本
├── user-service/           # 用户服务（JWT 认证）
├── product-service/        # 商品服务（读写分离 + Redis 缓存 + ES）
├── inventory-service/      # 库存服务（Redisson 秒杀 + Outbox）
└── order-service/          # 订单服务（Kafka 消费 + ShardingSphere 分表）