1次订单事故,扣了我3个月绩效!

上一篇 / 下一篇  2021-03-25 13:35:43

  这个事故的表象是这样的:系统出现了两个一模一样的订单号,订单的内容却不是不一样的,而且系统在按照订单号查询的时候一直抛错,也没法正常回调,而且事情发生的不止一次,所以 这次系统升级一定要解决掉。
  经手的同事之前也改过几次,不过效果始终不好:总会出现订单号重复的问题, 所以趁着这次问题我好好的理了一下我同事写的代码。
  这里简要展示下当时的代码:
  /** 
       * OD单号生成 
       * 订单号生成规则:OD + yyMMddHHmmssSSS + 5位数(商户ID3位+随机数2位) 22位 
       */ 
      public static String getYYMMDDHHNumber(String merchId){ 
          StringBuffer orderNo = new StringBuffer(new SimpleDateFormat("yyMMddHHmmssSSS").format(new Date())); 
          if(StringUtils.isNotBlank(merchId)){ 
              if(merchId.length()>3){ 
                  orderNo.append(merchId.substring(0,3)); 
              }else { 
                  orderNo.append(merchId); 
              } 
          } 
          int orderLength = orderNo.toString().length(); 
          String randomNum = getRandomByLength(20-orderLength); 
          orderNo.append(randomNum); 
          return orderNo.toString(); 
      } 
   
   
      /** 生成指定位数的随机数 **/ 
      public static String getRandomByLength(int size){ 
          if(size>8 || size<1){ 
              return ""; 
          } 
          Random ne = new Random(); 
          StringBuffer endNumStr = new StringBuffer("1"); 
          StringBuffer staNumStr = new StringBuffer("9"); 
          for(int i=1;i<size;i++){ 
              endNumStr.append("0"); 
              staNumStr.append("0"); 
          } 
          int randomNum = ne.nextInt(Integer.valueOf(staNumStr.toString()))+Integer.valueOf(endNumStr.toString()); 
          return String.valueOf(randomNum); 
      } 
  可以看到,这段代码写的其实不怎么好,代码部分暂且不议,代码中使订单号不重复的主要因素点是随机数和毫秒,可是这里的随机数只有两位。
  在高并发环境下极容易出现重复问题,同时毫秒这一选择也不是很好,在多核 CPU 多线程下,一定时间内(极小的)这个毫秒可以说是固定不变的(测试验证过)。
  所以这里我先以 100 个并发测试下这个订单号生成,关注微信订阅号码匠笔记,回复架构获取一些列的架构知识。
  测试代码如下:
  public static void main(String[] args) { 
          final String merchId = "12334"; 
          List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>()); 
          IntStream.range(0,100).parallel().forEach(i->{ 
              orderNos.add(getYYMMDDHHNumber(merchId)); 
          }); 
   
          List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList()); 
   
          System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size()); 
          System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size()); 
          System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size())); 
      } 
  果然,测试的结果如下:
  生成订单数:100 
  过滤重复后订单数:87 
  重复订单数:13 
  生成订单数:100过滤重复后订单数:87重复订单数:13
  当时我就震惊了,一百个并发里面竟然有 13 个重复的!!!我赶紧让同事先不要发版,这活儿我接了!
  对这一烫手的山竽拿到手里没有一个清晰的解决方案可是不行的,我大概花了 6 分多钟和同事商量了下业务场景。
  最后决**如下更改:
  · 去掉商户 ID 的传入(按同事的说法,传入商户 ID 也是为了防止重复订单的,事实证明并没有叼用)
  · 毫秒仅保留三位(缩减长度同时保证应用切换不存在重复的可能)
  · 使用线程安全的计数器做数字递增(三位数最低保证并发 800 不重复,代码中我给了 4 位)
  · 更换日期转换为 java8 的日期类以格式化(线程安全及代码简洁性考量)
  经过以上思考后我的最终代码是:
  /** 订单号生成(NEW) **/ 
     private static final AtomicInteger SEQ = new AtomicInteger(1000); 
     private static final DateTimeFormatter DF_FMT_PREFIX = DateTimeFormatter.ofPattern("yyMMddHHmmssSS"); 
     private static ZoneId ZONE_ID = ZoneId.of("Asia/Shanghai"); 
     public static String generateOrderNo(){ 
         LocalDateTime dataTime = LocalDateTime.now(ZONE_ID); 
         if(SEQ.intValue()>9990){ 
             SEQ.getAndSet(1000); 
         } 
         return  dataTime.format(DF_FMT_PREFIX)+SEQ.getAndIncrement(); 
     } 
  当然代码写完成了可不能这么随随便便结束了,现在得走一个测试 main 函数看看:
  public static void main(String[] args) { 
   
      List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>()); 
      IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{ 
          orderNos.add(generateOrderNo()); 
      }); 
   
      List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList()); 
   
      System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size()); 
      System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size()); 
      System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size())); 
  } 
   
  /** 
      测试结果:  
      生成订单数:8000 
      过滤重复后订单数:8000 
      重复订单数:0 
  **/ 
  真好,一次就成功了,可以直接上线了。。。
  然而,我回过头来看以上代码,虽然最大程度解决了并发单号重复的问题,不过对于我们的系统架构还是有一个潜在的隐患。
  如果当前应用有多个实例(集群)难道就没有重复的可能了?鉴于此问题就必然需要一个有效的解决方案,所以这时我就思考:多个实例应用订单号如何区分开呢?
  以下为我思考的大致方向:
  · 使用 UUID(在第一次生成订单号时初始化一个)
  · 使用 Redis 记录一个增长 ID
  · 使用数据库表维护一个增长 ID
  · 应用所在的网络 IP
  · 应用所在的端口号
  · 使用第三方算法(雪花算法等等)
  · 使用进程 ID(某种程度下是一个可行的方案)
  在此我想了下,我们的应用是跑在 Docker 里面,而且每个 Docker 容器内的应用端口都一样,不过网路 IP 不会存在重复的问题,至于进程也有存在重复的可能,对于 UUID 的方式之前吃过亏。
  总之吧,Redis 或 DB 也算是一种比较好的方式,不过独立性较差。。。
  同时还有一个因素也很重要,就是所有涉及到订单号生成的应用都是在同一台宿主机(Linux 实体服务器)上, 所以就目前的系统架构我选用了 IP 的方式。
  以下是我的代码:
  import org.apache.commons.lang3.RandomUtils; 
   
  import java.net.InetAddress; 
  import java.time.LocalDateTime; 
  import java.time.ZoneId; 
  import java.time.format.DateTimeFormatter; 
  import java.util.ArrayList; 
  import java.util.Collections; 
  import java.util.List; 
  import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; 
  import java.util.stream.Collectors; 
  import java.util.stream.IntStream; 
   
  public class OrderGen2Test { 
   
      /** 订单号生成 **/ 
      private static ZoneId ZONE_ID = ZoneId.of("Asia/Shanghai"); 
      private static final AtomicInteger SEQ = new AtomicInteger(1000); 
      private static final DateTimeFormatter DF_FMT_PREFIX = DateTimeFormatter.ofPattern("yyMMddHHmmssSS"); 
      public static String generateOrderNo(){ 
          LocalDateTime dataTime = LocalDateTime.now(ZONE_ID); 
          if(SEQ.intValue()>9990){ 
              SEQ.getAndSet(1000); 
          } 
          return  dataTime.format(DF_FMT_PREFIX)+ getLocalIpSuffix()+SEQ.getAndIncrement(); 
      } 
   
      private volatile static String IP_SUFFIX = null; 
      private static String getLocalIpSuffix (){ 
          if(null != IP_SUFFIX){ 
              return IP_SUFFIX; 
          } 
          try { 
              synchronized (OrderGen2Test.class){ 
                  if(null != IP_SUFFIX){ 
                      return IP_SUFFIX; 
                  } 
                  InetAddress addr = InetAddress.getLocalHost(); 
                  //  172.17.0.4  172.17.0.199 , 
                  String hostAddress = addr.getHostAddress(); 
                  if (null != hostAddress && hostAddress.length() > 4) { 
                      String ipSuffix = hostAddress.trim().split("\\.")[3]; 
                      if (ipSuffix.length() == 2) { 
                          IP_SUFFIX = ipSuffix; 
                          return IP_SUFFIX; 
                      } 
                      ipSuffix = "0" + ipSuffix; 
                      IP_SUFFIX = ipSuffix.substring(ipSuffix.length() - 2); 
                      return IP_SUFFIX; 
                  } 
                  IP_SUFFIX = RandomUtils.nextInt(10, 20) + ""; 
                  return IP_SUFFIX; 
              } 
          }catch (Exception e){ 
              System.out.println("获取IP失败:"+e.getMessage()); 
              IP_SUFFIX =  RandomUtils.nextInt(10,20)+""; 
              return IP_SUFFIX; 
          } 
      } 
   
   
      public static void main(String[] args) { 
          List<String> orderNos = Collections.synchronizedList(new ArrayList<String>()); 
          IntStream.range(0,8000).parallel().forEach(i->{ 
              orderNos.add(generateOrderNo()); 
          }); 
   
          List<String> filterOrderNos = orderNos.stream().distinct().collect(Collectors.toList()); 
   
          System.out.println("订单样例:"+ orderNos.get(22)); 
          System.out.println("生成订单数:"+orderNos.size()); 
          System.out.println("过滤重复后订单数:"+filterOrderNos.size()); 
          System.out.println("重复订单数:"+(orderNos.size()-filterOrderNos.size())); 
      } 
  } 
   
  /** 
    订单样例:20082115575546011022 
    生成订单数:8000 
    过滤重复后订单数:8000 
    重复订单数:0 
  **/ 
  最后,代码说明及几点建议:
  · generateOrderNo() 方法内不需要加锁,因为 AtomicInteger 内使用的是 CAS 自旋转锁(保证可见性的同时也保证原子性,具体的请自行了解)
  · getLocalIpSuffix() 方法内不需要对不为 null 的逻辑加同步锁(双向校验锁,整体是一种安全的单例模式)
   ·本人实现的方式并不是解决问题的唯一方式,具体解决问题需要视当前系统架构具体而论
  · 任何测试都是必要的,我同事在前几次尝试解决这个问题后都没有自测,不测试有损开发专业性!

TAG: 软件开发

 

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  • 更新时间: 2021-04-22

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