AIY商城技术方案文档 2.0

技术架构

1 概述

1.1 产品概述

AIY商城是一个专门售卖AIY开发套件的线上商城系统，提供商城前台商品展示、下单和后台商品和订单管理等功能。该系统技术方案要求架构满足高并发、高可用、数据安全。

1.2 技术方案概述

AIY商城采用Go语言、Redis、Mysql数据库等进行开发，并且部署在阿里云平台上。

2 系统总体方案

2.1 系统部署方案

阿里云等云计算服务可以提供负载均衡、云服务器、云数据库等产品，相比使用IDC机房服务器，可以更好地对每个模块进行按需购买、动态扩展。下面是在阿里云提供的产品基础上的部署架构图：

整个商城系统包括下面几部分：

1. 前端访问
   包括web浏览器、移动端H5页面、移动端App等提供给用户各个客户端。
2. 计算资源
   负载均衡服务可以对多台商城应用服务器进行流量负载均衡。商城ECS服务可以根据业务需要动态调整服务器数量和计算能力。
3. 静态文件资源
   web端和客户端的图片等静态文件资源直接访问OSS服务，实现动静分离，并且通过就近CDN节点加快访问速度。
4. 数据存储资源
   数据存储包括Redis数据库提供缓存数据读写，提升访问性能。Mysql数据库提供数据存储和访问，并提供高可用数据备份。

2.2 系统架构

整个AIY系统按照大功能模块上可以分为：

• 购物系统
• 后台管理系统

购物系统主要指消费者使用pc或者手机进行商品浏览、下单等。后台管理系统是指运营人员进行商品管理、活动管理、订单管理等。

• 前后端实现分离
  前端web页面和后端系统完全分离。使用Https协议的Restful API方式进行数据传输。

2.3 前端系统的实现与优化

• 前端页面实现
  消费者可以使用PC或者移动端来访问该商城页面。商城PC前端和移动端前端页面，是两套独立系统。这样可以更好对移动端进行设计和实现。
  实现上这两套前端系统均使用vue.js进行开发。

• 前端页面的优化
  前端页面优化也是系统非常重要的环节，可以对用户的体验产生较为重要的影响，优化方案有下面几方面：

  1. 移动端前端，整个商城页面作为一个单页应用（SPA），基于vuex的状态管理和vue-router的路由管理。用户访问下一个页面时，前端页面不需要再请求页面数据，只需要请求后端接口数据，这样有利于增强用户体验。
  2. PC端和移动端均结合Nuxt框架，使用服务端渲染（SSR）技术，可以减少前端页面在浏览器的渲染时间，同时有利于网站的SEO优化。
  3. 首页、商品介绍页面，均采用静态页面，减少后端API数据请求，从而减少页面访问时间。
  4. 使用本地缓存，同时可以减少页面展示数据的等待时间。

2.3 后台管理系统

后台管理系统主要实现商品管理、订单管理、活动管理、账号和权限管理、并且把数据对接到google form等功能。此系统主要由我们的运营人员使用，使用人数较少。因此没有高并发等要求。下面重点阐述购物系统实现方案。

3 购物系统架构

3.1 系统依赖框架

后台管理系统Server和购物系统Server均采用Go语言进行开发。并使用下面的一些框架：

• web路由框架：
  
  • Gin ：高性能的路由框架
• ORM框架：
  
  • Gorm ：简单方便使用

3.2 使用JWT认证

后端系统和前端页面间，各个后端系统之间使用基于HTTPS协议和JSON WEB TOKEN（JWT）进行安全认证。
使用JWT的身份验证，比较适用于基于Restful API的前后端系统通信和后端各个微服务系统间的通信，相比OAuth认证方案，在保证安全性的同时，可以避免过多的性能浪费。

3.3 购物系统拆分

由于AIY商城要求在高并发情况下保证高可用的要求，购物系统首先需要按照模块进行子系统的拆分。这样做好处首先是其中一个系统即时不能正常访问，宕机等，也不会影响到其他系统。按照微服务拆分的康威定律，拆分成以下子系统：

• 预售系统
• 订单系统
• 商城其他API服务系统

3.4 预售系统

AIY商城上线之后先进行预售，再进行正式发售。预售是限定时间，并且限定商品库存量，并且预计在限定时间内会有大量用户访问，即需要保证服务支持高并发和高可用。

预售系统实现流程如下：

• 请求队列
  请求队列使用开源消息队列系统，使用NSQ或者Kafka实现。
• 是否售罄
  检查商品库存数量和该用户是否购买记录来进行判断。判断商品库存数量和用户购买记录，均使用Redis。

3.5 订单系统

在商城进行预售、抢购等活动期间，系统会有会有较大流量访问量，尤其是在系统下单环节，要保证高可用，响应时间短，避免用户长时间等待。系统在扣减库存直接在Redis中扣减，然后记录下扣减日志，通过Worker同步到库存数据库。

交易订单系统将订单存储到订单Redis和订单队列，订单队列基于NSQ，使用分布式架构。然后通过同步Worker同步到数据库订单表；用户支付订单后，订单状态机驱动订单Redis变更。此时，如果订单数据库中还没有订单，状态机需要重试。用户查看单个订单详情，可以直接从订单Redis中查到。

3.6 订单系统性能分析

基于消息队列方法来实现订单系统进行性能分析，在i5CPU、8G内存的笔记本电脑上，同时部署订单系统和redis服务器，可以支撑五千客户端并发请求，返回时间在500ms以内。即AIY商城系统的单台服务器可以支撑五千人同时下单。

3.7 订单存储

AIY商城的商品数量非常少，但订单量比较大之后需要进行分库分表，减少数据库压力。使用数值型主键的订单ID取模进行分库分表。在中间件层进行分库分表，对应用层透明。

目前数据库中间件有阿里开源的基于Java的Cobar，使用基于Go语言可以使用kingshard。

3.8 商城其他API服务

商城其他API服务，主要使用Redis进行缓存，减少数据读取时间。

4 安全策略

4.1 安全解决方案架构

结合阿里云提供的安全服务，AIY商城采用了下面的安全方案：

方案主要说明：

1. 使用DDoS高防IP防DDoS攻击及CC攻击，保障业务可用性，尤其在大促活动期间。
2. 应用层使用WAF，主机层使用安骑士，加上基于大数据分析的态势感知，共同构建纵深的入侵防护体系， 具备防御和感知能力。
3. 使用数据风控服务防止“羊毛党”、“黄牛党”恶意领用、刷单等欺诈行为，提高营销推广活动效果。

DDOS高仿IP、Web应用防火墙、数据风控、安骑士、态势感知等均基于阿里云提供的安全服务。