Java高併發秒殺API(三)之Web層
1. 設計前的分析
Web層內容相關
- 前端互動設計
- Restful規範
- SpringMVC
- Bootstrap + jQuery
前端頁面流程
詳情頁流程邏輯
為什麼要獲取標準系統時間(伺服器的時間)
使用者可能處在不同時區,使用者的電腦的系統時間可能不同。
Restful規範
Restful規範是一種優雅的URI表達方式:/模組/資源/{標識}/集合1/···
GET -> 查詢操作
POST -> 新增/修改操作(用於非冪等操作)
PUT -> 修改操作(用於冪等操作)
DELETE -> 刪除操作
怎麼實現Restful介面
- @RequestMapping(value = “/path”,method = RequestMethod.GET)
- @RequestMapping(value = “/path”,method = RequestMethod.POST)
- @RequestMapping(value = “/path”,method = RequestMethod.PUT)
- @RequestMapping(value = “/path”,method = RequestMethod.DELETE)
非冪等操作和冪等操作
冪等性(idempotency)意味著對同一URL的多個請求應該返回同樣的結果。在Restful規範中,GET、PUT、DELETE是冪等操作,只有POST是非冪等操作。
POST和PUT都可以用來建立和更新資源,二者的區別就是前者用於非冪等操作,後者用於冪等操作。
簡單來說,使用POST方法請求建立一個資源,如果將這條請求重複傳送N次,就會創建出N個資源;而如果用GET方法請求建立一個資源,就算重複傳送該請求N次,也只會建立一個資源(就算第一次請求創建出來的資源)。
秒殺API的URL設計
@RequestMapping的對映技巧
請求方法細節處理
- 請求引數繫結
- 請求方法限制
- 請求轉發和重定向
- 資料模型賦值
- 返回json資料
- Cookie訪問
2. 整合配置SpringMVC框架
2.1 配置web.xml
<web-app xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee
http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_3_0.xsd"
version="3.0"
metadata-complete="true">
<!--用maven建立的web-app需要修改servlet的版本為3.0 -->
<!--配置DispatcherServlet -->
<servlet>
<servlet-name>seckill-dispatcher</servlet-name>
<servlet-class>org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet</servlet-class>
<!-- 配置SpringMVC 需要配置的檔案 spring-dao.xml,spring-service.xml,spring-web.xml
MyBatis -> Spring -> SpringMVC -->
<init-param>
<param-name>contextConfigLocation</param-name>
<param-value>classpath:spring/spring-*.xml</param-value>
</init-param>
</servlet>
<servlet-mapping>
<servlet-name>seckill-dispatcher</servlet-name>
<!--預設匹配所有請求 -->
<url-pattern>/</url-pattern>
</servlet-mapping>
</web-app>
注意
- 這裡的Servlet版本是3.0,對應Tomcat7.0版本
- 由於我們的配置檔案都是以
spring-
開頭命名的,所以可以用萬用字元*一次性全部載入 url-pattern
設定為/
,這是使用了Restful的規範;在使用Struts框架時我們配置的是*.do之類的,這是一種比較醜陋的表達方式
2.2 在src/main/resources/spring
包下建立spring-web.xml
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
http://www.springframework.org/schema/context
http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd
http://www.springframework.org/schema/mvc
http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">
<!--配置spring mvc-->
<!--1,開啟springmvc註解模式
a.自動註冊DefaultAnnotationHandlerMapping,AnnotationMethodHandlerAdapter
b.預設提供一系列的功能:資料繫結,數字和日期的[email protected],@DateTimeFormat
c:xml,json的預設讀寫支援-->
<mvc:annotation-driven/>
<!--2.靜態資源預設servlet配置-->
<!--
1).加入對靜態資源處理:js,gif,png
2).允許使用 "/" 做整體對映
-->
<mvc:default-servlet-handler/>
<!--3:配置JSP 顯示ViewResolver-->
<bean class="org.springframework.web.servlet.view.InternalResourceViewResolver">
<property name="viewClass" value="org.springframework.web.servlet.view.JstlView"/>
<property name="prefix" value="/WEB-INF/jsp/"/>
<property name="suffix" value=".jsp"/>
</bean>
<!--4:掃描web相關的controller-->
<context:component-scan base-package="com.lewis.web"/>
</beans>
3. Controller設計
Controller中的每一個方法都對應我們系統中的一個資源URL,其設計應該遵循Restful介面的設計風格。
3.1 在java包下新建com.lewis.web
包,在該包下新建SeckillController.java
@Controller
@RequestMapping("/seckill")//url:模組/資源/{}/細分
public class SeckillController
{
@Autowired
private SeckillService seckillService;
@RequestMapping(value = "/list",method = RequestMethod.GET)
public String list(Model model)
{
//list.jsp+mode=ModelAndView
//獲取列表頁
List<Seckill> list=seckillService.getSeckillList();
model.addAttribute("list",list);
return "list";
}
@RequestMapping(value = "/{seckillId}/detail",method = RequestMethod.GET)
public String detail(@PathVariable("seckillId") Long seckillId, Model model)
{
if (seckillId == null)
{
return "redirect:/seckill/list";
}
Seckill seckill=seckillService.getById(seckillId);
if (seckill==null)
{
return "forward:/seckill/list";
}
model.addAttribute("seckill",seckill);
return "detail";
}
//ajax ,json暴露秒殺介面的方法
@RequestMapping(value = "/{seckillId}/exposer",
method = RequestMethod.GET,
produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
@ResponseBody
public SeckillResult<Exposer> exposer(@PathVariable("seckillId") Long seckillId)
{
SeckillResult<Exposer> result;
try{
Exposer exposer=seckillService.exportSeckillUrl(seckillId);
result=new SeckillResult<Exposer>(true,exposer);
}catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
result=new SeckillResult<Exposer>(false,e.getMessage());
}
return result;
}
@RequestMapping(value = "/{seckillId}/{md5}/execution",
method = RequestMethod.POST,
produces = {"application/json;charset=UTF-8"})
@ResponseBody
public SeckillResult<SeckillExecution> execute(@PathVariable("seckillId") Long seckillId,
@PathVariable("md5") String md5,
@CookieValue(value = "userPhone",required = false) Long userPhone)
{
if (userPhone==null)
{
return new SeckillResult<SeckillExecution>(false,"未註冊");
}
try {
SeckillExecution execution = seckillService.executeSeckill(seckillId, userPhone, md5);
return new SeckillResult<SeckillExecution>(true, execution);
}catch (RepeatKillException e1)
{
SeckillExecution execution=new SeckillExecution(seckillId, SeckillStatEnum.REPEAT_KILL);
return new SeckillResult<SeckillExecution>(true,execution);
}catch (SeckillCloseException e2)
{
SeckillExecution execution=new SeckillExecution(seckillId, SeckillStatEnum.END);
return new SeckillResult<SeckillExecution>(true,execution);
}
catch (Exception e)
{
SeckillExecution execution=new SeckillExecution(seckillId, SeckillStatEnum.INNER_ERROR);
return new SeckillResult<SeckillExecution>(true,execution);
}
}
//獲取系統時間
@RequestMapping(value = "/time/now",method = RequestMethod.GET)
@ResponseBody
public SeckillResult<Long> time()
{
Date now=new Date();
return new SeckillResult<Long>(true,now.getTime());
}
}
注意
SpringMVC在處理Cookie時有個小問題:如果找不到對應的Cookie會報錯,所以設定為required=false
,將Cookie是否存在的邏輯判斷放到程式碼中來判斷。
關於異常的捕捉
Service層中的丟擲異常是為了讓Spring能夠回滾,Controller層中捕獲異常是為了將異常轉換為對應的Json供前臺使用,缺一不可。
3.2 在dto包下新建一個SeckillResult
//將所有的ajax請求返回型別,全部封裝成json資料
public class SeckillResult<T> {
//請求是否成功
private boolean success;
private T data;
private String error;
public SeckillResult(boolean success, T data) {
this.success = success;
this.data = data;
}
public SeckillResult(boolean success, String error) {
this.success = success;
this.error = error;
}
public boolean isSuccess() {
return success;
}
public void setSuccess(boolean success) {
this.success = success;
}
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
public String getError() {
return error;
}
public void setError(String error) {
this.error = error;
}
}
注意
SeckillResult是一個VO類(View Object),屬於DTO層,用來封裝json結果,方便頁面取值;在這裡,將其設計成泛型,就可以和靈活地往裡邊封裝各種型別的物件。
這裡的success屬性不是指秒殺執行的結果,而是指頁面是否傳送請求成功,至於秒殺之後是否成功的這個結果則是封裝到了data屬性裡。
4. 基於Bootstrap開發頁面
由於專案的前端頁面都是由Bootstrap開發的,所以需要先去下載Bootstrap或者是使用線上的CDN服務。而Bootstrap又是依賴於jQuery的,所以需要先引入jQuery。
4.1 在webapp
下建立resources
目錄,接著建立script
目錄,建立seckill.js
//存放主要互動邏輯的js程式碼
// javascript 模組化(package.類.方法)
var seckill = {
//封裝秒殺相關ajax的url
URL: {
now: function () {
return '/seckill/seckill/time/now';
},
exposer: function (seckillId) {
return '/seckill/seckill/' + seckillId + '/exposer';
},
execution: function (seckillId, md5) {
return '/seckill/seckill/' + seckillId + '/' + md5 + '/execution';
}
},
//驗證手機號
validatePhone: function (phone) {
if (phone && phone.length == 11 && !isNaN(phone)) {
return true;//直接判斷物件會看物件是否為空,空就是undefine就是false; isNaN 非數字返回true
} else {
return false;
}
},
//詳情頁秒殺邏輯
detail: {
//詳情頁初始化
init: function (params) {
//手機驗證和登入,計時互動
//規劃我們的互動流程
//在cookie中查詢手機號
var userPhone = $.cookie('userPhone');
//驗證手機號
if (!seckill.validatePhone(userPhone)) {
//繫結手機 控制輸出
var killPhoneModal = $('#killPhoneModal');
killPhoneModal.modal({
show: true,//顯示彈出層
backdrop: 'static',//禁止位置關閉
keyboard: false//關閉鍵盤事件
});
$('#killPhoneBtn').click(function () {
var inputPhone = $('#killPhoneKey').val();
console.log("inputPhone: " + inputPhone);
if (seckill.validatePhone(inputPhone)) {
//電話寫入cookie(7天過期)
$.cookie('userPhone', inputPhone, {expires: 7, path: '/seckill'});
//驗證通過 重新整理頁面
window.location.reload();
} else {
//todo 錯誤文案資訊抽取到前端字典裡
$('#killPhoneMessage').hide().html('<label class="label label-danger">手機號錯誤!</label>').show(300);
}
});
}
//已經登入
//計時互動
var startTime = params['startTime'];
var endTime = params['endTime'];
var seckillId = params['seckillId'];
$.get(seckill.URL.now(), {}, function (result) {
if (result && result['success']) {
var nowTime = result['data'];
//時間判斷 計時互動
seckill.countDown(seckillId, nowTime, startTime, endTime);
} else {
console.log('result: ' + result);
alert('result: ' + result);
}
});
}
},
handlerSeckill: function (seckillId, node) {
//獲取秒殺地址,控制顯示器,執行秒殺
node.hide().html('<button class="btn btn-primary btn-lg" id="killBtn">開始秒殺</button>');
$.get(seckill.URL.exposer(seckillId), {}, function (result) {
//在回撥函式種執行互動流程
if (result && result['success']) {
var exposer = result['data'];
if (exposer['exposed']) {
//開啟秒殺
//獲取秒殺地址
var md5 = exposer['md5'];
var killUrl = seckill.URL.execution(seckillId, md5);
console.log("killUrl: " + killUrl);
//繫結一次點選事件
$('#killBtn').one('click', function () {
//執行秒殺請求
//1.先禁用按鈕
$(this).addClass('disabled');//,<-$(this)===('#killBtn')->
//2.傳送秒殺請求執行秒殺
$.post(killUrl, {}, function (result) {
if (result && result['success']) {
var killResult = result['data'];
var state = killResult['state'];
var stateInfo = killResult['stateInfo'];
//顯示秒殺結果
node.html('<span class="label label-success">' + stateInfo + '</span>');
}
});
});
node.show();
} else {
//未開啟秒殺(瀏覽器計時偏差)
var now = exposer['now'];
var start = exposer['start'];
var end = exposer['end'];
seckill.countDown(seckillId, now, start, end);
}
} else {
console.log('result: ' + result);
}
});
},
countDown: function (seckillId, nowTime, startTime, endTime) {
console.log(seckillId + '_' + nowTime + '_' + startTime + '_' + endTime);
var seckillBox = $('#seckill-box');
if (nowTime > endTime) {
//秒殺結束
seckillBox.html('秒殺結束!');
} else if (nowTime < startTime) {
//秒殺未開始,計時事件繫結
var killTime = new Date(startTime + 1000);//todo 防止時間偏移
seckillBox.countdown(killTime, function (event) {
//時間格式
var format = event.strftime('秒殺倒計時: %D天 %H時 %M分 %S秒 ');
seckillBox.html(format);
}).on('finish.countdown', function () {
//時間完成後回撥事件
//獲取秒殺地址,控制現實邏輯,執行秒殺
console.log('______fininsh.countdown');
seckill.handlerSeckill(seckillId, seckillBox);
});
} else {
//秒殺開始
seckill.handlerSeckill(seckillId, seckillBox);
}
}
};
指令碼檔案的技巧
使用Json來講JavaScript模組化(類似於Java的package),不要將js都寫成一堆,不易維護,頁不方便閱讀。
特殊說明
由於本人的Eclipse內嵌的Tomcat設定的原因,我需要在URL裡的所有路徑前加上/seckill
(我的專案名)才可以正常對映到Controller裡對應的方法,如下
//封裝秒殺相關ajax的url
URL: {
now: function () {
return '/seckill/seckill/time/now';
},
exposer: function (seckillId) {
return '/seckill/seckill/' + seckillId + '/exposer';
},
execution: function (seckillId, md5) {
return '/seckill/seckill/' + seckillId + '/' + md5 + '/execution';
}
},
如果有同學在後邊測試頁面時找不到路徑,可以將這裡的路徑裡的/seckill
刪掉
4.2 編寫頁面
在WEB-INF
目錄下新建一個jsp
目錄,在這裡存放我們的jsp頁面,為了減少工作量,也為了方便,將每個頁面都會使用到的頭部檔案和標籤庫分離出來,放到common
目錄下,在jsp頁面中靜態包含這兩個公共頁面就行了。
關於jsp頁面請從原始碼中拷貝,實際開發中前端頁面由前端工程師完成,但是後端工程師也應該瞭解jQuery和ajax,想要了解本專案的頁面是如何實現的請觀看慕課網的Java高併發秒殺API之Web層。
靜態包含和動態包含的區別
靜態包含會直接將頁面包含進來,最終只生成一個Servlet;而動態包含會先將要包含進來的頁面生成Servlet後再包含進來,最終會生成多個Servlet。
存在的坑
在頁面裡不要寫成<script/>
,這樣寫會導致後邊的js載入不了,所以要寫成<script></script>
。
EL表示式
startTime是Date型別的,通過${startTime.time}
來將Date轉換成long型別的毫秒值。
4.3 測試頁面
先clean下Maven專案,接著編譯Maven專案(-X compile
命令),然後啟動Tomcat,在瀏覽器輸入http://localhost:8080/seckill/seckill/list
,成功進入秒殺商品頁面;輸入http://localhost:8080/seckill/seckill/1000/detail
成功進入詳情頁面。
配置使用jquery countdown外掛
1.pom.xml
<dependency>
<groupId>org.webjars.bower</groupId>
<artifactId>jquery.countdown</artifactId>
<version>2.1.0</version>
</dependency>
2.頁面
<script src="${pageContext.request.contextPath}/webjars/jquery.countdown/2.1.0/dist/jquery.countdown.min.js"></script>
其他問題
關於顯示NaN天 NaN時 NaN分 NaN秒
的問題,原因是new Date(startTime + 1000),startTime 被解釋成一個字串了。
解決辦法:
- new Date(startTime-0 + 1000);
- new Date(Number(startTime) + 1000);
關於分散式環境下的幾個問題以及慕課網張老師的回答
- 根據系統標準時間判斷,如果分散式環境下各機器時間不同步怎麼辦?同時發起的兩次請求,可能一個活動開始,另一個提示沒開始。
後端伺服器需要做NTP時間同步,如每5分鐘與NTP服務同步保證時間誤差在微妙級以下。時間同步在業務需要或者活性檢查場景很常見(如hbase的RegionServer)
- 如果判斷邏輯都放到後端,遇到有刷子,後端處理這些請求扛不住了怎麼辦?可能活動沒開始,伺服器已經掛掉了。
秒殺開啟判斷在前端和後端都有,後端的判斷比較簡單取秒殺單做判斷,這塊的IO請求是DB主鍵查詢很快,單DB就可以抗住幾萬QPS,後面也會加入redis快取為DB減負。
- 負載均衡問題,比如根據地域在nginx雜湊,怎樣能較好的保證各機器秒殺成功的儘量分佈均勻呢。
負載均衡包括nginx入口端和後端upstream服務,在入口端一般採用智慧DNS解析請求就近進入nginx伺服器。後端upstgream不建議採用一致性hash,防止請求不均勻。後端服務無狀態可以簡單使用輪訓機制。nginx負載均衡本身過於簡單,可以使用openresty自己實現或者nginx之後單獨架設負載均衡服務如Netflix的Zuul等。
對於流量爆增的造成後端不可用情況,這門課程(Java高併發秒殺API)並沒有做動態降級和彈性伸縮架構上的處理,後面受慕課邀請會做一個獨立的實戰課,講解分散式架構,彈性容錯,微服務相關的內容,到時會加入這方面的內容。
本節結語
至此,關於Java高併發秒殺API的Web層的開發與測試已經完成,接下來進行對該秒殺系統進行高併發優化,詳情可以參考下一篇文章。
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