【摘要】伴随着社□□□□会的不断□□发展，人们的生□□活水平和□□消费水平▽也在不断□□提高，我国的支◇外支付平□□台的不断◇完善，网上购物□□□成为人们□□□□日常生活□□中的重要□□内容。天猫、淘宝、拼多多等□□□□电子商务◤平台也逐□□渐融入人□□□们的生活。过去，传统的电◉子商务平·台使用了□□□□一种单体□□□系结构，目的是将□□□整个业务□□逻辑集中○在一个应◆用程序中。但是，随着业务□□□□的不断扩□□□□展，平台的流□□□□量、功能和要◤求也在不□□□□断增加，这种单体▲架构模式□□□的应用在•功能拓展◈以及维护□□□的时候都□□□会越来越◈麻烦，还有抗并□□□□发的能力□□□也满足不▲了现在的□□需求。
本文根据□□□□上述要求□□□□和难点，设计并实★现了一个□□□基于微服□□□务的高并□□□发电子商□□□务平台。根据微服□□务体系结□□□□构的思想，将整个系□□□统分为六□□□□个微服务。这些微服◎务是单独◎开发和实□□施的。采用ngnix、sentinel、redis和rabbitmq等技术实□□□现了请求□□□□路由、请求流约□□□束、缓冲和异丨步请求处✦理，从而提高□□□了系统的□□□可扩展性□□和高并发□□性能。本文详细□□介绍了各◣个微服务◎的功能，结合电子□□□商务平台□□本身的要□□□□求，提出了系□□□□统的总体□□□□功能需求▲和非功能□□□□需求，通过平台▲架构图展□□□示了微服□□□□务体系结□□□构的构建□□□□模式，并通过E-R图论证了□□□□平台中不□□□□同主体之□□□□间的关系。根据系统□□□□大纲的需□□□□求分析和□□□设计内容，采用springmvc、springboot、springcloud、mybatis、Vue、redis和rabbitmq等技术实★现了基于□□□□微服务的□□高并发电□□□□子商务平□□□台。最后采用□□□□黑盒测试□□方法对系□□□统功能进□□□□行了测试，保证了系□□□□统的高可□□用性、高性能和□□高并发和◆稳定性。
而经过早□□期开发和□□□□测试，基于微服□□□□务体系结□□□□构的高并·发电子商□□□□务平台能◈够在不同□□环境下可□□□靠运行，各种不同□□的任务可□□□□以通过不△同微服务□□□□模块之间▲的正常协□□作完成。电子商务★平台可以□□□很好地满▼足三种类□□□□型的用户:高并发和▽大规模数◥据环境下•的买家、商家和后◈台管理人▲员。
 
【关键词】电商平台；微服务架构；高并发
 
 
1引言
1.1项目背景及意义
伴随着互□□联网技术●的快速发▲展，电子商务□□系统日趋□□□成熟和完□□□□善。近年来，它在我国□□的经济组◤成中发挥✦着重要作□□用。而正是由□□□于国内电□□□子商务的□□□□快速发展，各类电子□□商务平台◢已经融入□□人们的生□□□□活，网购已经□□□□成为人们◥日常生活▽中非常重◢要的一部◉分。
而由于我·国网络用□□□户数量庞□□□大，电子商务□□平台的发◣展将来将□□面临高并□□发化的问□□□题。而且随着✦电子商务□□市场的发□□展，人们对电□□子商务平◎台的需求□□□□会越来越□□□大，这说明着◤电子商务✦平台的业□□务逻辑将◇会变得越□□□□来越复杂，技术难度□□□□也会越来□□越大。传统的电✦子商务平□□□台在实际□□开发中采▽用单一的□□□□体系结构□□□□构建整个□□电子商务❖平台，用户需求○小、平台规模□□□□小的时候◆该方法易□□于开发。当用户需□□□求较大时，该方法混□□淆了整个▲电子商务□□□□平台的内◈部逻辑，使得开发◆人员难以□□□进行扩展□□□□和维护，大大降低□□□了对高并□□□发能力的□□支持。从而构建✦逻辑清晰、易于开发□□□□维护的电□□□子商务平❖台就显得·的越来越□□□重要。
微服务体❖系结构是□□□□一个复杂□□的结构体□□□系，根据简单、灵活、独立的功□□□□能模块分▽为一些独★立的微服□□务。该基于微□□□□服务体系·结构的平□□台逻辑简□□□□单，易于开发▲和部署，扩展性高□□□并且维护□□□性强，能够满足□□□未来电子□□商务平台□□的发展需□□□□求。
1.2国内外研究现状
国内领先的大型电子商务企业有京东、阿里巴巴、拼多多、当当等。他们的电子商务平台也占据了国内市场的大部分，并且他们电子商务平台的模式却十分相似。早期的电商平台，主要通过静态HTML网页向用户显示商品信息，然后用户在线下跟商家联系，完成与商家的交易。后来电子商务平台已从原来的静态网页转变为能够与用户交互的动态网页。初期，由于用户数量少，需求大，电子商务平台逻辑比较简单，整体规模小，所以是用单一的体系结构开发的，一个系统包含全部功能。
而随着用□□户数量的□□□□增加和各□□种需求的□□□□增加，传统的单◢一体系结◥构电子商◢务平台逐□□渐暴露出□□□□一些薄弱□□□□环节，如功能难□□□以拓展、后期维护△困难、并发能力◎差等。而随后，分布式体□□系结构和□□□分布式缓□□□存技术出□□□现解决了□□□大量用户·访问带来□□□的高并发□□问题。但是，近年电子□□□□商务用户□□的暴增，高并发的□□□压力越来◇越大，之前的分△布式体系□□结构已经◤不能现在□□□□的发展需●求。本文正是□□□□在这种背□□□□景下，我国京东、淘宝等电□□□子商务平△台都开始□□□去采用微★服务体系□□结构来重◈构之前所◤用的那种□□架构。多年来，在天猫的□□□双11日和京东618日中，基于微服□□□务体系结□□构的重构□□□□电商平台□□□满足了人□□们的期望，经受住了□□□巨大的流□□量和巨大□□□□的高并发。我国的电□□商平台将●进入微服□□□□务体系结□□□构时代。
国外电商□□□□平台发展◤的比较早。长期发展□□□后，产生了亚□□□马逊等优□□□秀的企业。当然，国外的电▽子商务平□□□台最初也□□□采用单一□□□□的体系结□□构，之后随着□□□□用户数量◈的增加和□□□各种需求◢的增加，单一体系□□结构的缺□□□□点也出现□□□□了。面对上述□□□□问题，刘易斯和※福勒在2014年精确地定□□□义了微服□□务体系结□□□□构是一种□□□体系结构□□□模式，将单一和□□复杂的应□□用程序划□□□□分为一些□□□能够相互□□□协调和协□□作的小型□□和独立服□□务。亚马逊等□□电子商务□□□平台已经□□利用其固□□□□有的优势，将微服务◢体系结构□□□□的理念应◤用于他们◎的平台当◎中去。当前，虽然电商▼业务在世□□界范围内□□□发展迅速，但美国的◎电子商务□□□水平仍处□□□□于世界领◈先水平。
 
2相关理论技术概述
2.1 SpringBoot技术概述
Springboot是一个全□□□□新的框架，更新了原□□有的模式。开发人员□□□□不需要反·复配置某•些资源文◈件而是采◥用统一的□□□资源配置□□方式，这样提高□□□了项目前□□□□期建设和□□开发过程·的效率。并且在Spring原有结构★的基础上，对资源配□□□□置采用了□□具体的设□□□□计方法。并同时集◥成了其一丨些优良特□□□□性，解决了版□□□□本冲突的□□□□问题。后来spring boot在开发领□□□域就得到□□□□了广泛的♦应用。springboot框架有两□□个基本功□□□□能:开箱即用□□□□和约定大□□□□于配置。开箱即用□□□□意味着开◇发人员不□□□□需要去配□□□□置相应的□□资源包，并且资源□□□在项目启□□□动时自动□□□□加载资源★包，它可以使□□□□用Maven组件在POM文件中配□□□置一些项□□□目所需的□□□□资源依赖□□□□包，然后使用□□注解来实□□□□现自动注□□入资源，以取代繁□□□□琐的XML文件配置，从而完成□□对象的生□□□命周期管□□□□理。这样开发□□□□人员就可♦以避免浪△费太多的□□□时间进行◉资源分配□□□和管理，而只关注□□□业务本身。约定大于□□□□配置的实□□□□质是行为□□范式。在软件开□□□□发过程中□□的一些原□□则是按照□□约定的设❖计规范进□□□行定义的，它设计目□□□□的是为了□□避免在设□□□计中浪费□□□太多的时♦间来决定□□□□某些规则，以便于快□□□速地进行□□□简单灵活□□□的开发工□□作，开发者只□□□需要确定□□□哪些内容□□□□不符合设□□□□计中的规□□则。
2.2 微服务架构概述
微服务架□□□□构是分布□□式体系结◎构，即微服务□□□体系结构□□根据不同□□的功能模□□□块将复杂▲的系统划□□□分为粒度◤更小的微□□□服务。各个微服▲务之间相□□□□互配合且□□□□相对独立。微服务体□□□□系结构最▲初是从SOA体系结构□□□□演变而来□□□□的，后来随着▽用户数量□□□□急剧增加。SOA体系结构□□□□已经满足□□□□不了需求□□□□复杂、并发强、数据量大、吞吐量高□□□□等情况的□□电商平台。微服务体□□系结构强□□调的是服□□□□务的粒度□□□应该很小，然后通过□□□□将应用程□□□序和服务□□分解为更□□小且可以◉进行独立□□□开发、测试、部署和维□□护的服务。具有效率❖高、扩展性强、响应快和♦高并发性♦的特点。而微服务□□体系结构□□□□需要在进◢行拆分时□□□应保证体□□□□系结构的丨稳定性；各种微型◣服务的划□□□分在内部□□□□应该是非□□□□常一致的。各微服务※都是松散□□耦合的；微服务是•为了弥补□□□□单一体系□□结构存在□□的扩展性△差、开发难度□□□□大、抗并发能□□□力差等问□□□题。并且微服□□务体系结□□□□构具有以□□□下优点:每个微服※务只负责❖一个业务□□□模块，代码非常□□□□聚合。各微服务▲之间的连□□接性较低，因此各微□□□□服务相对·独立，易于独立□□开发、测试、部署、维护和扩□□□□展。
2.3 SpringCloud技术概述
SpringCloud基于SpringBoot简化了分□□布式系统□□基础架构□□的开发，如服务注□□□册和发现、服务网关、断路器、数据监控、配置中心、服务调用□□和负载均★衡。开发人员◣可以使用□□这些工具□□快速构建丨基于微服□□□务体系结□□□□构的系统。Spring Cloud平台的基♦本功能包□□□括服务注□□册和发现、服务网关◣和配置管※理。
服务注册和发现:它是SpringCloud提供的注册中心之一，其中包括SpringCloud Alibaba Nacos、Netflix Eureka、Apache zookeeper等组件。本文采用Nacos。Nacos可以提供服务注册和服务发现。服务注册的目的是注册微服务名称、微服务操作主机的IP地址和外部提供的端口号等信息；服务发现是当需要使用某一个服务时，可以从注册中心中获取可以使用的服务信息，客户端凭借此信息可以连接上服务气端。
服务网关:负责处理HTTP服务请求□□和连接。有Spring GateWay，Netflix Zuul等。本文采用Spring GateWay网关惊醒□□□□请求路由□□□□和用户鉴□□权等。网关是微□□服务体系•结构中外□□部所有请□□□□求的统一▼接入点。其主要功□□能包括身□□□□份验证、请求分配、负载均衡、路由管理□□□等功能。
服务调用:即一个服◢务调用另◉一个服务。在微服务□□□□体系结构□□□中，服务之间□□必然存在□□连接。本文采用□□了Feign组件进行□□□□服务之间❖的调用。Feign是一个更□□□□方便的HTTP客户端。您只需创□□□建一个接◢口，然后在其□□□□上添加注□□□解即可。将需要调□□□用的方法□□□□定义成抽□□□象方法，并不需要□□自己构建 HTTP 请求。需要调用◣的服务引□□□□入这个接□□口，调用里面□□□□的方法这▲样就完成□□□了服务之□□□□间的调用。
服务熔断:本文采用□□了Sentinel。由于服务□□□共享问题，一个业务□□□的请求链□□路通常很※长。当用户发□□□起访问请□□□求时，通常需要□□几个微服□□□□务来执行□□□它们。高并发场◉景下，请求调用□□□□链对系统◉的稳定性□□有很大影□□□响。如果其中□□一个服务□□链路中存□□□□在网络延□□□□迟等情况□□导致这个□□服务不可□□□使用，导致请求□□□□阻塞，这可能导□□□□致服务雪□□崩连锁效□□□应。服务熔断☆是用来解□□□决这种情□□□□况的。当某一个◉服务无法★正常提供□□服务时，它会将当□□□前接口与□□□外部进行□□□隔离并且□□□触发服务♦熔断。此后一段▼时间内，请求方的□□请求将直□□□□接失败，直到这个□□□服务恢复。
2.4 Redis技术概述
Redis是一个高□□性能的非□□□关系的开□□□源数据库，它以键值□□□□对的形式□□保存和检□□□索数据。Redis采用C语言编写，并提供了□□用于数据□□□□管理的原✦子操作,它与其他□□□□非关系数◤据库不同，具有更丰□□富的数据□□□类型和更□□复杂的数□□□□据结构。但与此同◎时，Redis不仅可以✦作为缓存，而且还可□□□以作为持□□□□久型数据□□库使用。比起复杂□□□的磁盘数□□□□据操作，内存中的□□数据管理□□相对更加□□简单一点，其效率更。因此，在复杂的□□□操作中，Redis可以完成□□□□很多工作。当数据存□□□储在磁盘□□□□中时，磁盘上的□□□文件以尾□□□□部追加的◈方式将数□□□□据存储在◆文件末尾，这可以避□□□□免从磁盘□□□检索数据□□□□到内存中□□□时出现的□□随机访问，从而极大□□□地提高了□□查询性能。Redis经常用作□□□□缓存以提❖高查询的□□□效率。缓存技术□□□是指从磁◤盘读取数□□□□据后将数丨据备份到□□内存中。查询数据□□□□时，必须先读□□取内存中□□□的数据。如果无法□□□读取它们，则在磁盘▼上读取它□□□们。同时将读□□□取的数据□□备份到内□□存中。内存中的□□□□数据读取□□速度比磁□□□盘快数百□□倍，所以当经□□□常需要读□□取某一数□□□据时，将它备份□□□□到缓存中，可以在缓□□□存中快速□□□□地获取数□□据，以避免访□□□□问磁盘来◥重新读取◣数据。对于一些◇大型的系◢统，使用Redis缓存技术□□□□可以大大□□□□提高频繁◎访问数据□□□的速度。
2.5 ElasticSearch技术概述
ElasticSearch是一个分□□□□布式、可扩展和□□□□实时性高□□□的全文搜□□索引擎。而在各种□□□搜索引擎▽中，Apache Lucene被公认为□□□最先进、最高效、最全面的□□□搜索引擎□□□库。ElasticSearch就是以它◥为基础的。它需要集□□□成到应用□□□□程序中，才能发挥◇其强大的▽作用。ElasticSearch是用Java编写的，并使用Lucene构建其索□□□引进行检□□□□索。采用简单API来完成全□□文检索功◈能。比起Lucence的复杂性，ElasticSearch明显更简□□□□单、更方便。ElasticSearch的实现原❖理主要分□□为以下几□□□□个步骤:用户先将□□□□数据上传□□到ElasticSearch数据库，然后通过□□□分词控制□□器将相关□□□句子分割□□□□成单词，并将其权□□□□重和分词□□□□结果存储★在数据库★中，用户搜索丨时根据权□□□重以及分□□□词的结果□□将结果返▽回并呈现□□□给用户。ElasticSearch是开箱即□□□用的，将全文检●索、分布式技□□□□术以及数□□据分析技□□□□术结合在·一起，可以近乎□□实时的检□□□索和储存□□□□数据，可扩展性□□□强，可以处理□□□□百万级别●的数据。
 
3微服务高并发电商平台的需求分析
3.1 功能性需求分析
功能的需△求决定了□□电商平台△必须提供□□□的功能服◆务，对功能进□□行分析划□□□□分出平台□□□□必须完成□□□的所有功▽能。经过早期◥对用户和◣市场的调※研，微服务高□□并发的电□□□商平台功□□能模块主▲要可以划▼分为如下✦六个微服☆务，分别是商□□品微服务、订单管理◤微服务、购物车管□□□□理微服务、用户管理□□微服务、秒杀微服□□□□务和评论□□微服务。
3.1.1 商品微服务的需求分析
商品微服□□□□务是微服□□□□务高并发□□□电商平台☆最重要的□□□□模块之一。此微服务□□提供的功□□□□能包括门丨户系统的□□商品信息◢的展示，如商品标□□题、图片、价格、品牌、分类等，商品的搜□□索，如按条件□□□□搜索、排序等搜□□□□素展示商□□□品的信息。还有后台❖的商品的□□管理，包括商品□□的增加删△除修改查□□□询，商品品牌□□□□的增加删•除修改查丨询，商品的收□□□□藏查询，商品的浏▲览记录等□□□□功能。商品微服□□务功能用□□□□例图如图3-1，3-2所示。

 

图3-1  商品微服务用户功能用例图
 

图3-2  商品微服务管理员功能用例图