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热点账户问题和常用解决方案【上】
阅读量:5882 次
发布时间:2019-06-19

本文共 2414 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

热点账户问题由来已久,一直是账户系统设计中的一个难点和瓶颈!
小拽将通过上中下三篇文章,分别介绍下热点账户的产生,解决方案和延伸应用!
本篇主要介绍下什么是热点账户?通用财务账户系统如何设计?以及其中的幂等健和链式设计等

一、热点账户问题

1.1 什么是热点账户

热点账户:顾名思义,热点账户就是会被高频操作的账户!相较于普通的账户,热点账户数量不多,但操作频率极高!

热点账户从产生来源可分两大类:

  • 富二代型:从产生之初就是热点账户,非常稳定。例如财务中公司的账户,每一笔资金操作都要经过公司出金账户,自然而然操作就会灰常频繁,此类账户还包括:大V账户大KA账户等等,此类账户所引起的问题是本文重点要解决的
  • 暴发户型:本身是普通账户,由于热点问题变为热点帐户。例如微博出轨女猪脚账户诺贝尔奖获得者等等,由于热点事件造成的短时间内访问暴增!此类热点账户防不胜防,超出本文的攻击范围,暂不讨论。

1.2 热点账户问题

热点账户一旦产生便伴随着高并发,流量分布不均匀,高一致性等等问题。在实际场景中是热点账户必然存在,常常成为用户系统的瓶颈!

同时,热点账户问题也是高并发问题的延展,由于热点的不规则性,如何在高并发情况下,削峰填谷,弹性抗压也是很有挑战性的一个方向!

1.3 热点账户通用解决方案的价值

热点账户除了是账户体系的一个通用问题,在高并发,流量分布不均匀,异常峰值等其他问题上,也有一定的通用性。例如微博热点问题,支付宝双11弹性变更,高频抢购问题等等。期望通过学习热点账户的八种解决方案,能够举一反三,应用于不同场景!

二、如何设计一个财务账户

在解决热点账户问题之前,先来看下如何设计一个简单的财务账户,来保障资金记账的安全!

2.1 业务场景分析

从业务上看,财务账户需要准确记录用户的资金变动过程和结果!因此设计一个简单财务账户至少要能包括两个部分:账户余额账户流水

便于理解,来张传统的账本,看下什么是流水,什么是余额

账户流水:账户流水也就是通俗意义上的帐或者账单!针对某个账户,每一笔资金的变更都需要记录下来,并且保障准确,不可更改!同时如图所示,流水中需要包含单据产生的原因,来源,变更额等等

账户余额:账户余额记录用户某个场景账户的当前资金额度!在复杂的业务场景中往往需要拆分出不同的子账户和账户模型。例如,未结算子账户,可提现子账户,冻结子账户,授信账户等等。

从业务场景上一个账户系统核心需要准确记录余额和流水,同时,必须保障记录的准确,完备,不可变更!

2.2 技术层面拆解

2.2.1 基本表方案

通过业务场景初步分析,基本的账户系统,需要三张基本表

账户基本信息:账户信息表子账户余额信息:账户余额表账户流水信息:账户流水表三张表基本关系账户信息表 1:N 账户余额表账户余额表 1:N 账户流水表## 具体账户和用户的关联可以参考三户模型

2.2.2 表字段设计

从技术层面看,设计具体表细节关键要解决以下几个问题

  1. 防重:幂等健设计
  2. 防改:链式设计
  3. 防错:销账设计

先上结果,简单的,能够满足上述需求的设计可以参考innodb mvcc,核心表字段如下

2.2.3 表字段解读

2.2.3.1 幂等健设计

通过三个属性资金凭证号+版本号+rollback三个字段作为uniq key来保证幂等!

资金凭证号:来自业务方,业务方发起资金操作的唯一财务凭证,必须可追溯上游凭证和对账!

版本号:每次获取DB最新流水n后,版本号n+1插入,保障在并发情况下,每个子账户只有唯一一个版本号:n+1条记录能够插入成功!
rollback:回滚标识,保证每条记录能且只能销账一次

对于幂等建设计此处有三条小技巧

  1. 上游产生:每一个幂等健如果可能的话,尽可能的上游产生,这样可以最大限度的避免自产生幂等健的重复问题。如果确实不能上游产生,例如订单ID,提现单ID,那么也尽可能的分阶段产生,例如提现时,先生成提现单ID,真正提现操作的时候,一定是带着提现单ID和信息来的,防止重复造成资损!
  2. 业务关联:幂等健的产生可以用ice生成,但是,最好能够和业务关联,因为通过业务强关联的幂等健可以无限回溯来容灾!比如,a用户的b订单进行c操作,uniq_key = a_b_c的话,也就是在任何情况下,无论多少次回溯,重试也只会有一个唯一的a_b_c,而ice生成则可能造成自回溯的时候插入多条!
  3. 写库保证:这条原则是高一致高并发的基本原则!因为读取a,校验a,然后插入,必然会存在读写之间a变了,或者主从延时a已经变了,读了历史a。因此,幂等一定要通过写库保证或者最底层保证
2.2.3.2 链式设计

链式设计是保证操作精准不可篡改的非常有效手段!

通过资金的before info,after info,版本号三个要素来保证一条资金记录一旦插入成功,前后置信息固化!

链式设计的情况下单条修改是不可能的,多条修改需要在保证条目不变的情况下重组资金,但是,整体资金不可变

解决多条修改的一般方案:分布式存储,选举来判定最终正确的链,来确认是否某条链发生了过程修改,这种设计有一个很时髦的名字:区块链!而每条流水的核心信息加密后也有了一个更加时髦的名字:比特币

2.2.3.3 销账设计

销账设计在账户系统中是一直存在的,现实财务系统可以红销蓝抵,线上财务系统加了链式之后,基本上就只能采用蓝抵

通过增加rollback字段,并且严格限制0|1,保证一条账务流水只能被抵销一次!

具体三张表详细字段,需要脱敏,就不贴了,参考上面,其中索引,字段大小,联合索引等设计根据自身业务场景兼容即可!

小结:欲知后事如何,且听下回分解

本部分简单介绍了什么是热点账户和账户的基本设计,涵盖幂等健设计,链式设计等等!

下一篇重点分析下热点账户在链式设计下的问题,产生原因和八种基本解决方案

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