Java+MySQL實現設計優惠券系統

Posted on by

1 Scenario 場景

電商系統的促銷手段（Electronic Commerce Systems）：

  • 優惠券
  • 拼團
  • 砍價
  • 老帶新

優惠券的種類：

  • 滿減券
  • 直減券
  • 折扣券

優惠券系統的核心流程：

發券

發券的方式： 同步發送 or 異步發送

領券

  • 誰能領？
  • 所有用戶 or 指定的用戶
  • 領取上限
  • 一個優惠券最多能領取多少張？
  • 領取方式
  • 用戶主動領取 or 自動發放被動領取

用券

  • 作用范圍
  • 商品、商戶、類目
  • 計算方式
  • 是否互斥、是否達到門檻等

需求拆解

商傢側：

  • 創建優惠券
  • 發送優惠券

用戶側：

  • 領取優惠券
  • 下單
  • 使用優惠券
  • 支付

2 Service 服務

2.1 服務結構設計

2.2 優惠券系統難點

券的分佈式事務，使用券的過程會出現的分佈式問題分析

如何防止超發

如何大批量給用戶發券

如何限制券的使用條件

如何防止用戶重復領券

3 Storage存儲

模型的設計

優惠券系統 Coupon System 模型定義

優惠券系統的難點

3.1 表單設計

券批次（券模板），coupon_batch

指一批優惠券的抽象、模板，包含優惠券的大部分屬性。

如商傢創建瞭一批優惠券，共1000張，使用時間為2022-11-11 00:00:00 ~ 2022-11-11 23:59:59，規定隻有數碼類目商品才能使用，滿100減50。

券

發放到用戶的一個實體，已與用戶綁定。

如將某批次的優惠券中的一張發送給某個用戶，此時優惠券屬於用戶。

規則

優惠券的使用有規則和條件限制，比如滿100減50券，需要達到門檻金額100元才能使用。

券批次表 coupon_batch

規則表 rule：

規則內容：

 {
   threshold: 5.01 // 使用門檻
   amount: 5 // 優惠金額
   use_range: 3 // 使用范圍，0—全場，1—商傢，2—類別，3—商品 
   commodity_id: 10 // 商品 id
   receive_count: 1 // 每個用戶可以領取的數量
   is_mutex: true // 是否互斥，true 表示互斥，false 表示不互斥
   receive_started_at: 2020-11-1 00:08:00 // 領取開始時間
   receive_ended_at: 2020-11-6 00:08:00 // 領取結束時間
   use_started_at: 2020-11-1 00:00:00 // 使用開始時間
   use_ended_at: 2020-11-11 11:59:59 // 使用結束時間
 }

優惠券表 coupon：

 create table t_coupon
 (
     coupon_id     int          null comment '券ID，主鍵',
     user_id       int          null comment '用戶ID',
     batch_id      int          null comment '批次ID',
     status        int          null comment '0-未使用、1-已使用、2-已過期、3-凍結',
     order_id      varchar(255) null comment '對應訂單ID',
     received_time datetime     null comment '領取時間',
     validat_time  datetime     null comment '有效日期',
     used_time     datetime     null comment '使用時間'
 );

3.2 優惠券系統

建券：

1、新建規則

 INSERT INTO rule (name, type, rule_content)
 VALUES(“滿減規則”, 0, '{
                         threshold: 100
                         amount: 10
                         ......
                       }');

2、新建優惠券批次

 INSERT INTO coupon_batch (coupon_name, rule_id, total_count ) 
 VALUES(“勞斯萊斯5元代金券”, 1010, 10000);

發券：

如何給大量用戶發券？

異步發送

觸達系統

  • 短信、郵件
  • 可通過調用第三方接口的方式實現
  • 站內信
  • 通過數據庫插入記錄來實現

信息表 message

 create table t_message
 (
     id         int null comment '信息ID',
     send_id    int null comment '發送者id',
     rec_id     int null comment '接受者id',
     content    vachar(255) comment '站內信內容',
     is_read    int null comment '是否已讀',
     send_time  datetime comment '發送時間'
 )
 comment '信息表';

先考慮用戶量很少的情況，商傢要給所有人發站內信，則先遍歷用戶表，再按照用戶表中的所有用戶依次將站內信插入到 message 表中。這樣，如果有100個用戶，則群發一條站內信要執行100個插入操作。

系統用戶數增加到萬級

發一條站內信，就得重復插入上萬條數據。而且這上萬條數據的 content 一樣！假設一條站內信占100K，發一次站內信就要消耗十幾M。對此，可將原來的表拆成兩個表：

信息表 message

信息內容表 message_content

發一封站內信的步驟

  • 往 message_content 插入站內信的內容
  • 在 message 表中，給所有用戶插入一條記錄，標識有一封站內信

千w級用戶數

這就有【非活躍用戶】的問題，假設註冊用戶一千萬，根據二八原則，其中活躍用戶占20%。若采用上面拆成兩個表的情況，發一封“站內信”，得執行一千萬個插入操作。可能剩下80%用戶基本都不會再登錄，其實隻需對其中20%用戶插入數據。

信息表 message：

 create table t_message
 (
     id         int null comment '信息 ID',
     # send_id    int null comment '發送者 id', 去除該字段
     rec_id     int null comment '接受者 id',
     message_id int null comment '外鍵，信息內容',
     is_read    int null comment '是否已讀'
 )
     comment '信息表';
 create table t_message_content
 (
     id        int          null comment '信息內容id',
     send_id    int         null comment '發送者id',
     content   varchar(255) null comment '內容',
     send_time datetime     null comment '發送時間'
 );

用戶側操作

登錄後，首先查詢 message_content 中的那些沒有在 message 中有記錄的數據，表示是未讀的站內信。在查閱站內信的內容時，再將相關的記錄插入 message。

系統側操作

發站內信時：

  • 隻在 message_content 插入站內信的主體內容
  • message 不插入記錄

假設商傢要給 10W 用戶發券：

有什麼問題？重復消費，導致超發！

  • 運營提供滿足條件的用戶文件，上傳到發券管理後臺並選擇要發送的優惠券
  • 管理服務器根據【用戶ID】、【券批次ID】生成消息，發送到MQ
  • 優惠券服務器消費消息
 # 記住使用事務哦！
 INSERT INTO coupon (user_id, coupon_id，batch_id)
   VALUES(1001, 66889, 1111);
 
 UPDATE coupon_batch SET total_count = total_count - 1,
                           assign_count = assign_count + 1
                       WHERE batch_id = 1111 AND total_count > 0;

領券

步驟：

  • 校驗優惠券餘量
 SELECT total_count FROM coupon_batch 
   WHERE batch_id = 1111;
  • 新增優惠券用戶表，扣減餘量
 # 註意事務！
 INSERT INTO coupon (user_id, coupon_id，batch_id)
   VALUES(1001, 66889, 1111); 
 
 UPDATE coupon_batch SET total_count = total_count - 1,
                           assign_count = assign_count + 1
                       WHERE batch_id = 1111 AND total_count > 0;

用戶領券過程中，其實也會出現類似秒殺場景。秒殺場景下會有哪些問題，如何解決？

解決用戶重復領取或多領：

Redis 數據校驗！

  • 領券前，先查緩存
 # 判斷成員元素是否是集合的成員
 SISMEMBER KEY VALUE
 SISMEMBER batch_id:1111:user_id 1001
  • 領券
  • 領券後，更新緩存
 # 將一或多個成員元素加入到集合中，已經存在於集合的成員元素將被忽略 
 SADD KEY VALUE1......VALUEN
 SADD batch_id:1111:user_id 1001

用券

何時校驗優惠券使用規則？

  • 確認訂單（√）
  • 提交訂單
  • 立即付款

確認訂單頁，對優惠券進行校驗：

  • 判斷是否過期
  • 判斷適用范圍
  • 判斷是否達到門檻
  • 判斷是否互斥

返回可用券

 SELECT batch_id FROM coupon WHERE user_id = 1001 AND status = 0;
 
 SELECT rule_id FROM coupon_batch WHERE batch_id = 1111;
 
 SELECT name, type, rule_content FROM rule WHERE rule_id = 1010;
復制代碼

選擇可用券，並返回結果

同時操作多個服務，如何保證一致性？

表設計

優惠券操作記錄表 Coupon_opt_record

 create table t_coupon_opt_record
 (
     user_id     int      null comment '用戶id',
     coupon_id   int      null comment '優惠券id',
     operating   int      null comment '操作，0-鎖定、1-核銷、2-解鎖',
     operated_at datetime null comment '操作時間'
 );

TCC，Try-Confirm-Cancel，目前分佈式事務主流解決方案。

階段一：Try

對資源進行凍結，預留業務資源

創建訂單時，將優惠券狀態改為 “凍結”

階段二：Confirm

確認執行業務操作，做真正提交，將第一步Try中凍結的資源，真正扣減

訂單支付成功，將優惠券狀態改為 “已使用”

階段三：Cancel

取消執行業務操作，取消Try階段預留的業務資源

支付失敗/超時或訂單關閉情況，將優惠券狀態改為 “未使用”

Scale擴展

快過期券提醒：

定時掃券表：

缺點：掃描數據量太大，隨著歷史數據越來越多，會影響線上主業務，最終導致慢SQL。

延時消息：

缺點：有些券的有效時間太長瞭(30天)以上，有可能造成大量 MQ 積壓

新增通知表：

優點：掃描的數據量小，效率高。刪除無用的已通知的數據記錄

通知信息表（notify_msg）設計

 create table t_notify_msg
 (
     id          bigint auto_increment comment '自增主鍵',
     coupon_id   bigint       null comment '券id',
     user_id     bigint       null comment '用戶id',
     notify_day  varchar(255) null comment '需要執行通知的日期',
     notify_type int          null comment '通知類型，1-過期提醒',
     notif_time  timestamp    null comment '通知的時間，在該時間戳所在天內通知',
     status      int          null comment '通知狀態，0-初始狀態、1-成功、2-失敗',
     constraint t_notify_msg_id_uindex
         unique (id)
 );
 alter table t_notify_msg
     add primary key (id);

過期券提醒：

  • 在創建優惠券的時候就將需要提醒的記錄插入提醒表中notify_msg
  • 把用戶ID+批次ID+通知日期作為唯一索引，防止同一個批次有重復的記錄通知，保證每天隻會被通知一次
  • 建立notify_time，通知時間索引，每日的通知掃描通過該索引列查詢，通過索引列來提高查詢效率
  • 通知完成後該表中的數據變失去瞭意義，通過定時任務將該數據刪除

數據庫層面優化 – 索引

發券接口，限流保護

前端限流：

點擊一次後，按鈕短時間內置灰

後端限流：

部分請求直接跳轉到【繁忙頁】

到此這篇關於Java+MySQL實現設計優惠券系統的文章就介紹到這瞭,更多相關Java+MySQ設計系統內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

推薦閱讀：