--- title: 淘宝面试官：优惠券系统该如何设计？ shortTitle: 如何设计优惠券系统？ description: 大厂的优惠券系统是如何设计的？ category: - 求职面试 tag: - 面试题&八股文 head: - - meta - name: keywords content: Java,java,面试题,八股文,优惠券 --- ## 1 Scenario 场景 电商大厂常见促销手段： * 优惠券 * 拼团 * 砍价 * 老带新 ### **1.1 优惠券的种类** * 满减券 * 直减券 * 折扣券 ### **1.2 优惠券系统的核心流程** #### **1.2.1 发券** 发券的方式：同步发送 or 异步发送 #### **1.2.2 领券** * 谁能领？ 所有用户 or 指定的用户 * 领取上限 一个优惠券最多能领取多少张？ * 领取方式 用户主动领取 or 自动发放被动领取 #### **1.2.3 用券** * 作用范围 商品、商户、类目 * 计算方式 是否互斥、是否达到门槛等 ### **1.3 需求拆解** #### **1.3.1 商家侧** * 创建优惠券 * 发送优惠券 #### **1.3.2 用户侧** * 领取优惠券 * 下单 * 使用优惠券 * 支付 ## **2 Service 服务** ### **2.1 服务结构设计** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-cdf44a4a-f648-49f0-bebe-686c4a66d2fd.jpg) ### **2.2 优惠券系统设计技术难点** * 券的分布式事务，使用券的过程会出现的分布式问题分析? * 如何防止超发? * 如何大批量给用户发券? * 如何限制券的使用条件? * 如何防止用户重复领券? ## 3 Storage存储 ### **3.1 表单设计** #### **券批次（券模板），coupon\_batch** 指一批优惠券的抽象、模板，包含优惠券的大部分属性。 如商家创建了一批优惠券，共1000张，使用时间为2022-11-11 00:00:00 ~ 2022-11-11 23:59:59，规定只有数码类目商品才能使用，满100减50。 #### **券** 发放到用户的一个实体，已与用户绑定。 如将某批次的优惠券中的一张发送给某个用户，此时优惠券属于用户。 #### **规则** 优惠券的使用有规则和条件限制，比如满100减50券，需要达到门槛金额100元才能使用。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-638df6ed-12f8-4a20-8c58-89051bc9376a.jpg) **券批次表 coupon\_batch** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-c4d8f639-328b-42b9-94b0-5e15b8eee784.jpg) **规则表 rule：** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-b2383938-ffbc-4686-808c-908ab11e4b2b.jpg) **规则内容：** ``` { threshold: 5.01 // 使用门槛 amount: 5 // 优惠金额 use_range: 3 // 使用范围，0—全场，1—商家，2—类别，3—商品 commodity_id: 10 // 商品 id receive_count: 1 // 每个用户可以领取的数量 is_mutex: true // 是否互斥，true 表示互斥，false 表示不互斥 receive_started_at: 2020-11-1 00:08:00 // 领取开始时间 receive_ended_at: 2020-11-6 00:08:00 // 领取结束时间 use_started_at: 2020-11-1 00:00:00 // 使用开始时间 use_ended_at: 2020-11-11 11:59:59 // 使用结束时间 } ``` **优惠券表 coupon：** ``` create table t_coupon ( coupon_id int null comment '券ID，主键', user_id int null comment '用户ID', batch_id int null comment '批次ID', status int null comment '0-未使用、1-已使用、2-已过期、3-冻结', order_id varchar(255) null comment '对应订单ID', received_time datetime null comment '领取时间', validat_time datetime null comment '有效日期', used_time datetime null comment '使用时间' ); ``` ### **3.2 建券** **1、新建规则** ``` INSERT INTO rule (name, type, rule_content) VALUES(“满减规则”, 0, '{ threshold: 100 amount: 10 ...... }'); ``` **2、新建优惠券批次** ``` INSERT INTO coupon\_batch (coupon\_name, rule\_id, total\_count ) VALUES(“劳斯莱斯5元代金券”, 1010, 10000); ``` ### **3.3 发券** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-066459b1-1271-468e-9e45-c409b6298144.jpg) ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-a448c453-8b50-4af8-a913-bda03a6c6f97.jpg) ##### **如何给大量用户发券？** 异步发送！ ##### **触达系统** * 短信、邮件 可通过调用第三方接口的方式实现 * 站内信 通过数据库插入记录来实现 **信息表 message** ``` create table t_message ( id int null comment '信息ID', send_id int null comment '发送者id', rec_id int null comment '接受者id', content vachar(255) comment '站内信内容', is_read int null comment '是否已读', send_time datetime comment '发送时间' ) comment '信息表'; ``` 先考虑用户量很少的情况，商家要给所有人发站内信，则先遍历用户表，再按照用户表中的所有用户依次将站内信插入到 message 表中。这样，如果有100个用户，则群发一条站内信要执行100个插入操作。 #### **系统用户数增加到w级** 发一条站内信，就得重复插入上万条数据。而且这上万条数据的 content 一样！假设一条站内信占100K，发一次站内信就要消耗十几M。对此，可将原来的表拆成两个表： **信息表 message** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-19c6ce5d-8e83-4552-902d-5d28cd17a7be.jpg) **信息内容表 message\_content** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-e04b414f-6b41-4882-8324-208715b52284.jpg) #### **发一封站内信的步骤** 1. 往 message\_content 插入站内信的内容 2. 在 message 表中，给所有用户插入一条记录，标识有一封站内信 #### **千w级用户数** 这就有【非活跃用户】的问题，假设注册用户一千万，根据二八原则，其中活跃用户占20%。若采用上面拆成两个表的情况，发一封“站内信”，得执行一千万个插入操作。可能剩下80%用户基本都不会再登录，其实只需对其中20%用户插入数据。 **信息表 message：** ``` create table t_message ( id int null comment '信息 ID', # send_id int null comment '发送者 id', 去除该字段 rec_id int null comment '接受者 id', message_id int null comment '外键，信息内容', is_read int null comment '是否已读' ) comment '信息表'; create table t_message_content ( id int null comment '信息内容id', send_id int null comment '发送者id', content varchar(255) null comment '内容', send_time datetime null comment '发送时间' ); ``` #### **用户侧操作** 登录后，首先查询 message\_content 中的那些没有在 message 中有记录的数据，表示是未读的站内信。在查阅站内信的内容时，再将相关的记录插入 message。 #### **系统侧操作** 发站内信时： * 只在 message\_content 插入站内信的主体内容 * message 不插入记录 #### **给 10W 用户发券** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-e6134270-a52f-4579-a200-e0c0e4c13c82.jpg) 有什么问题？重复消费，导致超发！ 1. 运营提供满足条件的用户文件，上传到发券管理后台并选择要发送的优惠券 2. 管理服务器根据【用户ID】、【券批次ID】生成消息，发送到MQ 3. 优惠券服务器消费消息 ``` # 记住使用事务哦！ INSERT INTO coupon (user_id, coupon_id，batch_id) VALUES(1001, 66889, 1111); UPDATE coupon_batch SET total_count = total_count - 1, assign_count = assign_count + 1 WHERE batch_id = 1111 AND total_count > 0; ``` ### **3.4 领券** #### 步骤 1. 校验优惠券余量 ``` SELECT total_count FROM coupon_batch WHERE batch_id = 1111; ``` 2. 新增优惠券用户表，扣减余量 ``` # 注意事务！ INSERT INTO coupon (user_id, coupon_id，batch_id) VALUES(1001, 66889, 1111); UPDATE coupon_batch SET total_count = total_count - 1, assign_count = assign_count + 1 WHERE batch_id = 1111 AND total_count > 0; ``` 用户领券过程中，其实也会出现类似秒杀场景。秒杀场景下会有哪些问题，如何解决？ ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-8367d61b-2a12-4225-9fc2-586a1baac77d.jpg) #### **用户重复领取或多领** Redis 数据校验！ 1. 领券前，先查缓存 ``` # 判断成员元素是否是集合的成员 ``` ``` SISMEMBER KEY VALUE SISMEMBER batch_id:1111:user_id 1001 ``` 2. 领券 3. 领券后，更新缓存 ``` # 将一或多个成员元素加入到集合中，已经存在于集合的成员元素将被忽略 SADD KEY VALUE1......VALUEN SADD batch_id:1111:user_id 1001 ``` ## **3.5 用券** 何时校验优惠券使用规则？ 1. 确认订单（√） 2. 提交订单 3. 立即付款 确认订单页，对优惠券进行校验： * 判断是否过期 * 判断适用范围 * 判断是否达到门槛 * 判断是否互斥 ### **返回可用券** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-182ea6b8-4702-4f01-b3dd-f9636815863f.jpg) ``` SELECT batch_id FROM coupon WHERE user_id = 1001 AND status = 0; SELECT rule_id FROM coupon_batch WHERE batch_id = 1111; SELECT name, type, rule_content FROM rule WHERE rule_id = 1010; ``` ### 选择可用券，并返回结果 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-3d50a63e-2c1a-413b-9143-f808dcc4e0da.jpg) ### **同时操作多个服务，如何保证一致性？** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-3b30f2df-fd77-4265-b655-31a82028505e.jpg) ### **表设计** **优惠券操作记录表 Coupon\_opt\_record** ``` create table t_coupon_opt_record ( user_id int null comment '用户id', coupon_id int null comment '优惠券id', operating int null comment '操作，0-锁定、1-核销、2-解锁', operated_at datetime null comment '操作时间' ); ``` TCC，Try-Confirm-Cancel，目前分布式事务主流解决方案。 1. 阶段一：Try 对资源进行冻结，预留业务资源 创建订单时，将优惠券状态改为 “冻结” 2. 阶段二：Confirm 确认执行业务操作，做真正提交，将第一步Try中冻结的资源，真正扣减 订单支付成功，将优惠券状态改为 “已使用” 3. 阶段三：Cancel 取消执行业务操作，取消Try阶段预留的业务资源 支付失败/超时或订单关闭情况，将优惠券状态改为 “未使用” ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-c6a77fdf-4f4d-4082-92a7-c2cd11aba686.jpg) ## 4 Scale 扩展 ### **4.1 快过期券提醒** #### **定时扫券表** 缺点：扫描数据量太大，随着历史数据越来越多，会影响线上主业务，最终导致慢SQL。 #### **延时消息** 缺点：有些券的有效时间太长了(30天)以上，有可能造成大量 MQ 积压 #### **新增通知表** 优点：扫描的数据量小，效率高。删除无用的已通知的数据记录 ##### **通知信息表（notify\_msg）设计** ``` create table t_notify_msg ( id bigint auto_increment comment '自增主键', coupon_id bigint null comment '券id', user_id bigint null comment '用户id', notify_day varchar(255) null comment '需要执行通知的日期', notify_type int null comment '通知类型，1-过期提醒', notif_time timestamp null comment '通知的时间，在该时间戳所在天内通知', status int null comment '通知状态，0-初始状态、1-成功、2-失败', constraint t_notify_msg_id_uindex unique (id) ); alter table t_notify_msg add primary key (id); ``` **过期券提** 1. 在创建优惠券的时候就将需要提醒的记录插入提醒表中notify\_msg 2. 把用户ID+批次ID+通知日期作为唯一索引，防止同一个批次有重复的记录通知，保证每天只会被通知一次 3. 建立notify\_time，通知时间索引，每日的通知扫描通过该索引列查询，通过索引列来提高查询效率 4. 通知完成后该表中的数据变失去了意义，通过定时任务将该数据删除 ### **4.2 数据库层面优化 - 索引** ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-9e10c3cb-d0af-4b0e-a2f9-3da2fe7e72f1.jpg) ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-8df5b954-9e5a-445d-882f-f91616fee662.jpg) ### **4.3 发券接口，限流保护** #### **前端限流** 点击一次后，按钮短时间内置灰 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/nice-article/weixin-daadyhqjtsrhsjd-d2d8684d-9488-4543-9b2b-8e7559c8e625.jpg) #### **后端限流** 部分请求直接跳转到【繁忙页】 >参考链接：[https://mp.weixin.qq.com/s/r9lgiOwV5cw8XmfCBUTcUA](https://mp.weixin.qq.com/s/r9lgiOwV5cw8XmfCBUTcUA)，出处：JavaEdge，整理：沉默王二 ---- GitHub 上标星 10000+ 的开源知识库《[二哥的 Java 进阶之路](https://github.com/itwanger/toBeBetterJavaer)》第一版 PDF 终于来了！包括Java基础语法、数组&字符串、OOP、集合框架、Java IO、异常处理、Java 新特性、网络编程、NIO、并发编程、JVM等等，共计 32 万余字，500+张手绘图，可以说是通俗易懂、风趣幽默……详情戳：[太赞了，GitHub 上标星 10000+ 的 Java 教程](https://javabetter.cn/overview/) 微信搜 **沉默王二** 或扫描下方二维码关注二哥的原创公众号沉默王二，回复 **222** 即可免费领取。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/gongzhonghao.png)