设计电商网站（第一部分）

原文：Design eCommerce Website (Part I)

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

自豪地采用谷歌翻译

在过去几周里，很多人要求我们讨论电子商务网站。这个话题不仅在相当多的系统设计面试中被提出，而且电子商务网站也如此受欢迎，为此开发了大量的技术和研究。

在深入探讨这个话题之前，最好先了解为什么设计电子商务网站在系统设计面试中很受欢迎。首先，建立一个电子商务网站需要数据库设计，系统可用性，并发性考虑等东西。所有这些在今天的分布式系统中都是非常重要的。另外，每个人都使用像亚马逊这样的电子商务网站。如果你对周围环境一般很好奇，你应该已经想过这个话题了。

电子商务模式

在我们的《系统设计面试之前需要知道的八件事》中，我们说系统设计面试的一个共同策略是从简单而基本的事情开始，而不是直接跳到细节。那么如何设计电子商务网站的基本数据结构呢？数据库模式呢？

我将跳过用户模型的数据结构，因为它应该与其他应用程序非常相似。让我们专注于商品。在最简单的情况下，我们需要三个主要对象：商品，用户和订单。

商品定义了购物车中商品的基本模型。一些重要的字段包括价格，余额，名称，描述和类别。类别在这里可能会很棘手。当然，你可以在 SQL 数据库中创建一个字符串字段，但更好的方法是创建一个类别表，包含类别 ID，名称和其他信息。所以每个商品都可以持有一个类别 ID。

订单存储用户所下的所有订单的信息。所以每一行都包含商品 ID，用户 ID，数量，时间戳，状态等等。因此，当用户进行结帐时，我们汇总与此用户关联的所有条目来显示在购物车中（当然，我们应该过滤掉以前购买的商品）。

译者注：订单和订单商品是一对多的关系，所以还得分成两张表。

电子商务中的 NoSQL

在上面的分析中，我们使用了像 MySQL 这样的关系数据库。事实上，NoSQL 数据库有时候可以成为电子商务网站的更好选择。

很多人不知道 NoSQL，通俗地说，NoSQL 数据库试图将一堆东西存储在一行而不是多个表中。例如，我们可以将用户已经购买的所有物品存储在用户表的同一行中，而不是单独的订单表。因此，在获取用户的时候，我们不仅可以获取所有的个人信息，还可以获取他的购买历史。

为什么 NoSQL 在这种情况下可以稍微好一点？我们以商品模型为例。假设我们正在出售书籍。商品具有书籍类别和作者，发布日期，版本，页面数量等属性，这个 SQL 表可能有 20 列。没关系。

而现在，我们也想卖笔记本电脑。因此，商品还应该存储笔记本电脑的属性，包括品牌名称，大小，颜色等等。正如你可以想象的，随着更多类别的介绍，商品表格可以包含大量的列。如果每个类别平均有 10 个属性，它将是 100 列，这还是只支持了 10 个类别！

但是对于像 MongoDB 这样的 NoSQL 数据库来说，一个很大的好处就是它支持像这样的庞大数量的“列”。每行可以有大量的列，但不是全部都设置的。这就像将 JSON 对象存储为一行（实际上，MongoDB 使用的是类似的东西 BSON）。因此，我们可以将商品的所有属性（列）存储在一行中，这正是 NoSQL 数据库所擅长的。

并发

我们继续讨论扩展问题。将电子商务网站扩展到多台机器时，会出现大量问题。最重要的是，电子商务网站对这些问题几乎是零容忍的。

以并发为例。比方说，商店里只剩下一本书，两个人同时购买。没有任何并发​​机制，它们都成功地购买了这本书是完全可能的。你如何实现电子商务网站的并发？

我们一步一步分析一下。根据我们从操作系统中学到的东西，我们知道锁是保护公共资源最常用的技术。假设用户 A 和 B 都想购买同一本书。我们可以做的是，当 A 获取有关本书的数据时，在这一行上放置一个锁，以便其他人不能访问它。一旦 A 完成购买（减少剩余的数量），我们释放锁，以便 B 可以访问数据。同样的方法应该适用于所有的资源，这可以完全解决这个问题。

上述解决方案称为悲观并发控制。尽管它可以防止并发造成的所有冲突，但缺点是开销较大。显然，对于每一次数据访问，我们都需要创建并释放一个锁，这在大多数情况下可能是不必要的。

我们可以解决这个问题吗？

总结

在下一篇文章中，我们将讨论解决并发问题的更好方法，而不是使用锁。我想讨论很多电子商务网站的话题。

事实上，许多技术在所有分布式系统中都是常见的，重要的是比较每种方法的优缺点，并选择最适合特定应用的方法。

在下一篇文章中，我们将继续讨论并发性，并将讨论系统可用性和一致性。

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