熱點帳戶問題和經常使用解決方案【上】

熱點帳戶問題由來已久，一直是帳戶系統設計中的一個難點和瓶頸！
小拽將經過上中下三篇文章，分別介紹下熱點帳戶的產生，解決方案和延伸應用！
本篇主要介紹下什麼是熱點帳戶？通用財務帳戶系統如何設計？以及其中的冪等健和鏈式設計等

1、熱點帳戶問題

1.1 什麼是熱點帳戶

熱點帳戶：顧名思義，熱點帳戶就是會被高頻操做的帳戶！相較於普通的帳戶，熱點帳戶數量很少，但操做頻率極高！

熱點帳戶從產生來源可分兩大類：

• 富二代型：從產生之初就是熱點帳戶，很是穩定。例如財務中公司的帳戶，每一筆資金操做都要通過公司出金帳戶，天然而然操做就會灰常頻繁，此類帳戶還包括：大V帳戶，大KA帳戶等等，此類帳戶所引發的問題是本文重點要解決的
• 暴發戶型：自己是普通帳戶，因爲熱點問題變爲熱點賬戶。例如微博出軌女豬腳帳戶，諾貝爾獎得到者等等，因爲熱點事件形成的短期內訪問暴增！此類熱點帳戶防不勝防，超出本文的攻擊範圍，暫不討論。

1.2 熱點帳戶問題

熱點帳戶一旦產生便伴隨着高併發，流量分佈不均勻，高一致性等等問題。在實際場景中是熱點帳戶必然存在，經常成爲用戶系統的瓶頸！
同時，熱點帳戶問題也是高併發問題的延展，因爲熱點的不規則性，如何在高併發狀況下，削峯填谷，彈性抗壓也是頗有挑戰性的一個方向！

1.3 熱點帳戶通用解決方案的價值

熱點帳戶除了是帳戶體系的一個通用問題，在高併發，流量分佈不均勻，異常峯值等其餘問題上，也有必定的通用性。例如微博熱點問題，支付寶雙11彈性變動，高頻搶購問題等等。指望經過學習熱點帳戶的八種解決方案，可以觸類旁通，應用於不一樣場景！

2、如何設計一個財務帳戶

在解決熱點帳戶問題以前，先來看下如何設計一個簡單的財務帳戶，來保障資金記帳的安全！

2.1 業務場景分析

從業務上看，財務帳戶須要準確記錄用戶的資金變更過程和結果！所以設計一個簡單財務帳戶至少要能包括兩個部分：帳戶餘額和帳戶流水

便於理解，來張傳統的帳本，看下什麼是流水，什麼是餘額

帳戶流水：帳戶流水也就是通俗意義上的賬或者帳單！針對某個帳戶，每一筆資金的變動都須要記錄下來，而且保障準確，不可更改！同時如圖所示，流水中須要包含單據產生的緣由，來源，變動額等等

帳戶餘額：帳戶餘額記錄用戶某個場景帳戶的當前資金額度！在複雜的業務場景中每每須要拆分出不一樣的子帳戶和帳戶模型。例如，未結算子帳戶，可提現子帳戶，凍結子帳戶，授信帳戶等等。

從業務場景上一個帳戶系統核心須要準確記錄餘額和流水，同時，必須保障記錄的準確，完備，不可變動!

2.2 技術層面拆解

2.2.1 基本表方案

經過業務場景初步分析，基本的帳戶系統，須要三張基本表

帳戶基本信息：帳戶信息表
子帳戶餘額信息：帳戶餘額表
帳戶流水信息：帳戶流水錶

三張表基本關係
帳戶信息表 1:N 帳戶餘額表
帳戶餘額表 1:N 帳戶流水錶

## 具體帳戶和用戶的關聯能夠參考三戶模型

2.2.2 表字段設計

從技術層面看，設計具體表細節關鍵要解決如下幾個問題

1. 防重：冪等健設計
2. 防改：鏈式設計
3. 防錯：銷帳設計

先上結果，簡單的，可以知足上述需求的設計能夠參考innodb mvcc，核心表字段以下

2.2.3 表字段解讀

2.2.3.1 冪等健設計

經過三個屬性資金憑證號+版本號+rollback三個字段做爲uniq key來保證冪等！

資金憑證號：來自業務方，業務方發起資金操做的惟一財務憑證，必須可追溯上游憑證和對帳！
版本號：每次獲取DB最新流水n後，版本號n+1插入，保障在併發狀況下，每一個子帳戶只有惟一一個版本號：n+1條記錄可以插入成功！
rollback：回滾標識，保證每條記錄能且只能銷帳一次！

對於冪等建設計此處有三條小技巧

1. 上游產生：每個冪等健若是可能的話，儘量的上游產生，這樣能夠最大限度的避免自產生冪等健的重複問題。若是確實不能上游產生，例如訂單ID，提現單ID，那麼也儘量的分階段產生，例如提現時，先生成提現單ID，真正提現操做的時候，必定是帶着提現單ID和信息來的，防止重複形成資損！
2. 業務關聯：冪等健的產生能夠用ice生成，可是，最好可以和業務關聯，由於經過業務強關聯的冪等健能夠無限回溯來容災！好比，a用戶的b訂單進行c操做，uniq_key = a_b_c的話，也就是在任何狀況下，不管多少次回溯，重試也只會有一個惟一的a_b_c，而ice生成則可能形成自回溯的時候插入多條！
3. 寫庫保證：這條原則是高一致高併發的基本原則！由於讀取a，校驗a，而後插入，必然會存在讀寫之間a變了，或者主從延時a已經變了，讀了歷史a。所以，冪等必定要經過寫庫保證或者最底層保證

2.2.3.2 鏈式設計

鏈式設計是保證操做精準不可篡改的很是有效手段！
經過資金的before info，after info，版本號三個要素來保證一條資金記錄一旦插入成功，先後置信息固化！

鏈式設計的狀況下單條修改是不可能的，多條修改須要在保證條目不變的狀況下重組資金，可是，總體資金不可變

解決多條修改的通常方案：分佈式存儲，選舉來斷定最終正確的鏈，來確認是否某條鏈發生了過程修改，這種設計有一個很時髦的名字：區塊鏈！而每條流水的核心信息加密後也有了一個更加時髦的名字：比特幣！

2.2.3.3 銷帳設計

銷帳設計在帳戶系統中是一直存在的，現實財務系統能夠紅銷藍抵，線上財務系統加了鏈式以後，基本上就只能採用藍抵
經過增長rollback字段，而且嚴格限制0|1，保證一條帳務流水只能被抵銷一次！

具體三張表詳細字段，須要脫敏，就不貼了，參考上面，其中索引，字段大小，聯合索引等設計根據自身業務場景兼容便可！

小結：欲知後事如何，且聽下回分解

本部分簡單介紹了什麼是熱點帳戶和帳戶的基本設計，涵蓋冪等健設計，鏈式設計等等！
下一篇重點分析下熱點帳戶在鏈式設計下的問題，產生緣由和八種基本解決方案

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