轉載一篇某博主寫的關於淘寶和12306的分析

2012年在一家百強民企做電商副總，當時在極為艱苦的條件下帶隊開發了一個B2C（企業針對個人開展的電子商務活動——觀察者網注）網站，走支付寶和銀聯支付通道，年營業額千萬級（作者注：當然實在太少了，我只是說這個網站投入了實際的運營）。 

也就在那個時候，我對12306嗤之以鼻，覺得他們做得太爛了，認為自己能帶隊花幾百萬半年時間做個好的出來。於是我狂妄地想做一個開源的訂票系統給他們。我花了一個星期時間思考建立資料模型，思考到庫存這一步的時候，我才發現，12306的庫存複雜性比淘寶、京東高很多倍，運算量也大很多倍。傳統的分散式資料庫、快取、負載均衡技術並不能恰好滿足12306的需求。 

在平時，12306也就是個正常的電商網站。但一到黃金週，12306就是一個全站所有商品都秒殺，所有SKU都是動態庫存的變態。 

即使不考慮線下既有的電話、代售點等渠道，要實現一個12306，最少最少也是千萬級別的硬體投入（作者注：這是當時的估算，沒有精算，可能與實際相差較大，總之，我說得不一定對，12306的業務也許沒我說的那麼複雜，但也絕不是某些人噴的那麼簡單），軟體和人力另算。那些叫囂只要40臺伺服器、只要2個架構師4個程式設計師、大談分庫分表和前端CDN的人們，只是紙上談兵罷了。所謂初生牛犢不怕虎，做了三年CMS和BBS，就以這個經驗來噴12306，未免太天真了。 

媒體人噴12306，是他們不懂技術，沒有能力和耐心來分析背後的難度。技術人員噴，則是因為大部分的技術人員在短時間思考時，容易陷入過於樂觀的誤區，經典的例子就是估算工作量，程式設計師們往往容易估算出一個超短的工期，把寫程式的工作樂觀地想象成了打字員照稿敲鍵盤的工作。 

知乎那篇文章，我覺得不是*河蟹*。排名第一和第二的答案都說得很客觀。淘寶技術是比12306強大很多倍，淘寶現在的系統也是花了10倍於12306的錢、時間和人才做起來的。根本原因還是鐵路運力不能滿足春運需求，淘寶也解決不了這個問題。 

12306這一年來進步非常大。從前段動畫驗證碼、分時段搶票，到後端去小型機、虛擬化、記憶體資料庫的運用。可以說，12306是中國政府機關做的最強大的網站（電商系統），能在短短一兩年內做出這樣的改變，幾乎是個奇蹟，就連一些市場化的民企都望塵莫及，甚至一些上市公司都比不上它！（比如51job和ctrip）。 

事非經過不知難，在網上批判12306的人，大部分還是形成了【國企=壟斷+腐敗+低效】的思維定勢。小部分是真的輕視了它的難度。 

至於12306一期工程3個億（含硬體）貴不貴我不評價，我只提供一個數字供參考，百度一年的研發費用（不含硬體）是10億，這個數字來自百度財報。網上能查到。3億看起來好大一個數字，真用到超大型的電商系統、搜尋引擎系統裡面，其實也不算什麼天文數字了。 

再解釋一下，為什麼秒殺壓力大，以及為什麼12306的動態庫存很複雜。 

先說秒殺。 

2013年12月25日前後，天貓搞了一個聖誕季積分兌換活動，持續幾天。25號上午10點12分，放出了15000個天貓魔盒（淘寶集市有人賣，大概190-230塊），從成交記錄上看，是19秒內全部搶完。 

實際上，我也參加秒殺了，那天的題目特別簡單（請輸入xxx漢字的拼音首字母），我應該是5秒內答題完成並提交訂單，結果告訴我排隊的人太多，擠不進去，並提示14秒以後重試。人太多就是因為題目太簡單了，門檻越低，5秒內擠進去的人也越多嘛，如果題目換成【2克濃度為3%的U235在大亞灣核電站能發多少KW的電】，5分鐘之內也不會有1萬5千人跟我競爭。 

我想，14秒以後哪還有我的事情呀，於是重新答題秒殺，結果出現了伺服器錯誤的頁面。反覆重新整理幾次，就告訴秒殺結束了。 

在群裡問了一下同事，有不到10個人回答我，都說沒秒到（也可能秒到的人悶聲發大財，不回覆我）。 

淘寶是什麼技術水平呢，淘寶有至少4000技術人員，至少4萬臺伺服器（這都是兩年前的公開資料了，按規定可以談論），2013年11月11日成交額351億，2012年全年成交額超過1萬億。 

淘寶擁有各種自主研發團隊：伺服器、交換機（網上可以搜尋到淘寶公開的綠色伺服器開放標準）；作業系統（LinuxKerneltaobao版，yunos手機作業系統是阿里雲的，暫時不計入）、Web伺服器（Tengine）、Java語言虛擬機器（JVMtaobao版）、資料庫（MySQL核心taobao版，google和facebook也有自己的版本，HBase淘寶版、還有自己全部從頭開發的OceanBase）、負載均衡器（LVS，LVS始創人就在淘寶，擔任研究員）、Java執行容器（Jboss，其創始人之一，王文彬，也在淘寶，擔任副總裁）。 

淘寶還有數不清的開源專案和中介軟體，如高效能Java通訊中介軟體HSF、分散式資料庫中介軟體TDDL、非同步訊息系統notify等等等等。 

以淘寶這樣的技術水平，也不能做到秒殺時讓每個使用者都沒有擁擠感，為什麼呢？ 

一是要尊重物理原理，一臺伺服器一秒鐘能承受的計算量是有極限的，任你怎麼優化，採用多高效的演算法和程式語言，都突破不了某個極限，比方說汽車發動機驅動的F1賽車至今也不能突破400公里的時速（超音速推進號那個1千多公里的時速不能算，那是飛機引擎驅動的）。再往深了說，就不容易懂了。感興趣的可以從著名的C10K問題開始看起。 

二是要考慮經濟效益，十一黃金週的時候，北京主城區到八達嶺長城的路堵得嚴嚴實實，但不能因為黃金週的高峰，就把這段路修成長安街那樣10車道的高速公路。否則的話，花費天文數字（真的是天文數字，12306那3個億大概只夠修1-3公里）。修了一段路，黃金週是可以飆到80公里/小時了，可平時呢，拿來給兩邊的居民晒穀子？ 

淘寶目前的硬體和頻寬數量，已經超出日常運營的需求了，就是留了相當大的餘量給大促銷（眾所周知的是雙十一，雙十二，其實基本每個季度都有大促銷，每個月都有促銷，甚至天天都在促銷——聚划算）。amazon當年就是為了應對黑色星期五的大促銷購置了大量的伺服器，平時訂單量沒那麼大了，amazon就把富餘的伺服器拿來搞雲計算了。順便說一下，阿里雲是當今中國第一世界數一數二的雲端計算服務商，和amazon走的路也有點像。 

再說動態庫存。 

淘寶秒殺天貓魔盒的時候，只有一個商品（行話叫做SKU），它的庫存是15000個。有一個人秒殺到了，庫存就減1，19秒賣完的，一秒要成功產生789 個訂單（下訂單的請求可能是8萬個，只是可能啊，非實際數字，也可能是1萬個，用於說明一下壯觀程度）。想象一下，你在廣場上賣火車票，一秒鐘有8萬人舉著錢對你喊：賣給我！ 

上過大學的人都知道，比秒小的時間單位還有毫秒、皮秒、飛秒。但交易系統登記一個交易可不像原子繞著原子核跑一圈那麼簡單，它要做這些事：檢查是否惡意訪問、取到系統時間、取到顧客預設收貨地址、核對顧客秒殺資格（當時的規定是天貓T2.T3達人）、生成訂單號、把顧客ID系統時間訂單號收貨地址寫入訂單系統、扣除顧客天貓積分、商品庫存減一、給顧客打標記（每人只能秒一個，下次不能秒了）等等，這每一件事都要花費毫秒級別的時間，這些操作加起來的時間可能是接近1秒級別的，但由於淘寶的伺服器比較強悍，而且採用了分散式和叢集技術，結果比1秒理想一點。但即使有1萬臺伺服器，也不能把這個時間稀釋成萬分之一秒，因為，商品只有一種，它有15000個庫存，對應的資料庫記錄只有一行，所有的交易請求都要到這裡來處理。 

能不能把這15000個拆分成5000個商品並分配到5000臺伺服器上呢？那樣不就可以5000臺伺服器同時處理了嗎？答案是不能，首先，5000個商品，意味著有5000個商品詳情頁，5000個購買按鈕，這對前期的營銷、引流是個災難。基本上就沒法做引流入口了，顯然這違背了商業管理原則，人為增加了資訊混亂程度。其次，天貓魔盒秒殺也不是啥大事，即使按官方標價399元來計算，也就6百萬的交易。如果6百萬的交易要花費那麼大的配套成本，那就太不划算了。再次，淘寶有十幾億商品，這十幾億商品的展示交易和管理，本來就是分佈到上萬臺伺服器上去了。沒有必要再把每個商品按庫存拆成多個商品了。 

這789人搶到了，還不一定會付款（99積分換天貓魔盒還好一點，不需要去網銀，成本也極低，大部分是會付款的，3999秒殺iPhone5S就不一定，有人可能網銀有問題，有人可能改變主意不想要了），所以就又帶來訂單取消重新恢復庫存的問題。還有想要的消費者們，會認為還有機會，繼續在前臺刷一會兒，最終這個秒殺會被熱情的消費者們猛刷30秒到1分鐘。 

一分鐘過去了，伺服器終於可以喘口氣了吧？等等，還有超賣，原來，某兩臺伺服器在同一毫秒都拿到了鎖，都去減了庫存，15000個庫存，被下了15500 個訂單，又得取消一部分訂單。。。如果採用單執行緒獨佔鎖，是可以做到同時只有一個伺服器執行緒減庫存的，但那樣就對併發高峰的能力就差了好多了。8萬人舉著錢，可能只有8個人能下單成功，這個擁擠狂熱的搶購就要持續10分鐘以上。平時秒個天貓魔盒，10分鐘也就10分鐘吧，雙十一就慘了，收銀臺一下子減少了 90%，還想做到350億，要麼做夢，要麼再加10倍伺服器和頻寬。所以，商業是不完美的，要在絕對正確和絕對的快速之間做個取捨，保證相對快速又極為正確，允許一定的庫存錯誤和超賣（具體允許多少我也不知道）。 

好了，講了這半天淘寶，可以說12306了吧？ 

我以北京西到深圳北的G71次高鐵為例（這裡只考慮南下的方向，不考慮深圳北到北京西的，那是另外一個車次，叫G72），它有17個站（北京西是01號站，深圳北是17號站），3種座位（商務、一等、二等）。表面看起來，這不就是3個商品嗎？G71商務座、G71一等座、G71二等座。大部分輕易噴 12306的技術人員（包括某些中等規模公司的專家、CTO）就是在這裡栽第一個跟頭的。 

實際上，G71有136*3=408種商品（408個SKU），怎麼算來的？請看： 

如果賣北京西始發的，有16種賣法（因為後面有16個站），北京西到：保定、石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳。。。。都是一個獨立的商品， 

同理，石家莊上車的，有15種下車的可能，以此類推，單以上下車的站來計算，有136種票：16+15+14....+2+1=136。每種票都有3種座位，一共是408個商品。 

好了，再看出票時怎麼減庫存，由於商務、一等、二等三種座位數是獨立的，庫存操作也是一樣的，下文我就不再提座位的差別的，只討論出發與到達站。另外，下文說的是理論世界的模型，不是說12306的資料庫就是這麼設計的。 

旅客A買了一張北京西（01號站）到保定東（02號站）的，那【北京西到保定東】這個商品的庫存就要減一，同時，北京西到石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳等15個站臺的商品庫存也要減一，也就是說，出一張北京到保定東的票，實際上要減16個商品的庫存！ 

這還不是最複雜的，如果旅客B買了一張北京西（01號站）到深圳北（17號站）的票，除了【北京西到深圳北】這個商品的庫存要減一，北京西到保定東、石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門等15個站臺的商品庫存也要減1，保定東到石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳北等15個站臺的商品庫存要減 1。。。總計要減庫存的商品數是16+15+14+……+1=120個。 

當然，也不是每一張票都的庫存都完全這樣實時計算，可以根據往年的運營情況，在黃金週這樣的高峰時段，預先對票做一些分配，比如北京到武漢的長途多一點，保定到石家莊的短途少一點。我沒有證據證實鐵道部這樣做了，但我相信，在還沒有12306網站的時候，鐵道部就有這種人工預分配的策略了。 

想象一下，8萬人舉著錢對你高喊：賣給我。你好不容易在錢堆裡找到一隻手，拿了他的錢，轉身找120個同事，告訴他們減庫存，而這120 個同事也和你一樣被8萬人圍著；也和你一樣，每賣出一個商品要找幾十個人減庫存……這就是12306動態庫存的變態之處。比你平時買東西的任何網站的庫存機制都複雜幾十上百倍。 

再說一下搶票外掛，機器永遠比人快，當你好不容易從8萬人裡突出重圍，來到了櫃檯前，你發現，我操，來了10萬根綁著錢的竹竿，而且當有退票出來的時候，你要闖過3層人肉才能接近櫃檯，竹竿在8個人身後一伸，錢就到了櫃檯前。你低頭看了一眼手機，票就沒了，竹竿卻永遠在那裡伸著，永不低頭，永不眨眼。如果沒有這10萬根竹竿，雖然你很可能還是搶不到票，但不至於沮喪成這樣：我TM為什麼總是手最慢的一個？！！ 

防機器人搶票，也不是加個圖片驗證碼那麼簡單。我寫過文章系統性分析過，圖片驗證碼有6種機器暴力破解的辦法，搶票外掛用的是我說的第三種，OCR識別（光學字元識別——觀察者網注）。Google採用的Wave波形字母已經能比較好地防住機器OCR了，ems.com.cn上的驗證碼就是反面教材，機器OCR成功率接近100%，12306的比ems的圖片驗證碼強一點。不過，驗證碼設定得複雜一點吧，人們要噴：這只是便宜大學生和辦公室白領，農民工連26個字母都認不齊，怎麼搞？搞動畫驗證碼吧，也有人噴，視力不好的人怎麼辦？最後驗證碼搞得太簡單了，皆大歡喜了，其實最高興的是開發搶票外掛的公司。 

就算採用了機器完全不可能識別的驗證碼，也防不住社會工程學的破解辦法。招募一堆網咖打遊戲的青少年朋友，每成功輸入50個驗證碼給1塊錢，或者等值的虛擬貨幣、遊戲裝備，我保證想賺這個錢的人數不勝數。這點錢對轉賣車票的利潤而言，是可以接受的成本。有沒有什麼技術可以防住社會工程學的破解辦法呢？能防住網咖青少年的驗證碼只有【2克濃度為3%的U235在大亞灣核電站能發多少KW的電】。 

以上討論只是把12306當成和淘寶一樣沒有歷史包袱從零起步的交易系統，實際上，它不是，它後面的票池，還有電話售票、火車站售票、代售點售票等多個傳統渠道要服務。除了客運服務，12306還有全國最大（很可能也是全球最大）的大宗物資貨運系統。 

架空政策（包括定價政策、警方打擊黃牛政策、身份驗證政策）談技術，是不可能解決春運搶票困局的，要想讓春運的時候每個人在12306搶票都毫無擁擠感（但不一定能搶到票，鐵路運力擺在那），那就是逼著12306買一大堆伺服器對付春運，春運過去後，成為跟amazon一樣牛逼的雲端計算服務商。和逼北京修一條10車道的高速公路去八達嶺長城一個道理。