12306技术内幕：如何应对全球最大票务系统的挑战

12306技术内幕：如何应对全球最大票务系统的挑战

12306作为全球最大的实时票务交易系统，其技术架构和解决方案一直备受关注。本文将深入探讨12306的技术内幕，包括其系统特点、难点以及解决方案。

12306的成就

• 创下全球最大实时票务交易系统世界记录，春运一个月的交易量相当于欧洲一年的交易量。
• 最高可达百万并发，承受了这个世界上能秒杀任何系统的QPS。
• 网站浏览量一天最高超1500亿次，峰值是双11的三倍。

12306系统特点

• 与淘宝天猫等相比，业务相对简单（主要功能是卖票）。
• 流量极大，尤其是在春运等高峰期。
• 库存动态变化，不同车次的库存会互相影响。

12306系统难点

目前12306最大的难点在于库存扣减。与传统电商网站不同，12306的库存是动态变化的，库存之间会互相影响。例如，一个行程涉及多个站点，购买该行程会涉及多个站点的库存扣减，这可能导致行锁竞争非常激烈。此外，由于火车票查询量巨大，系统需要处理天量的读请求，这在峰谷时段差异巨大，给系统设计带来很大挑战。

解决思路

产品角度

• 分时段售票：通过将抢票压力分散到不同时间区间，降低系统峰值压力。
• 候补车票：2019年推出的“候补购票”功能，改变了传统抢票模式，有效降低了黄牛刷票行为。
• 验证码机制：通过复杂的验证码机制过滤灰色流量，虽然牺牲了部分用户体验，但保障了系统稳定性。
• 云服务：2015年与阿里云合作，将75%的余票查询业务切换到阿里云上，通过动态云计算实现分钟级扩容。

技术角度

• 选择Pivotal GemFire：虽然Redis是常用的缓存解决方案，但12306选择了商用的Pivotal GemFire，因为其在高可靠性、高可用性以及提供完整解决方案方面具有优势。
• 数据表设计：通过车次表、座位表和余票表的设计，优化库存管理和查询性能。座位表通过二进制方式表示座位的售卖情况，余票表则通过定时计算提升查询性能。
• 最终一致性：在查询时使用缓存（最终一致性），在下单时进行动态计算（实时一致性），以平衡查询性能和准确性。

总结

12306通过产品创新和技术升级，成功应对了高并发、库存管理复杂等挑战，成为全球领先的实时票务交易系统。其解决方案为其他类似系统提供了有价值的参考。