基于ssM框架的高并發(fā)電子商務(wù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

吳倩 應(yīng)捷 韓旭

摘要：為了解決電子商務(wù)平臺中高并發(fā)帶來的難題，改善用戶體驗，本文融入當(dāng)前業(yè)界的主流技術(shù)Nginx負(fù)載均衡、Redis緩存和MySQL數(shù)據(jù)庫的主從復(fù)制等，搭建了一個具有推薦功能的電商平臺。該平臺整體采用SSM框架：后端使用高性能服務(wù)器Tomoat處理用戶請求，形成分布式系統(tǒng)：數(shù)據(jù)存儲采用MySQL數(shù)據(jù)庫，持久存儲用戶數(shù)據(jù);同時利用Luceflce和Solr完成網(wǎng)站搜索功能。此外，還利用基于用戶的協(xié)同過濾算法實現(xiàn)該電商平臺的推薦功能。本文設(shè)計的電子商務(wù)平臺具有相應(yīng)速度快、系統(tǒng)吞吐量大和穩(wěn)定性能好的特點，能夠為用戶提供良好的網(wǎng)絡(luò)購物服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電子商務(wù)平臺，SSM，高并發(fā)，協(xié)同過濾算法

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的浪潮，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟增長的主要驅(qū)動力，而電子商務(wù)作為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中拉動消費的重要引擎，發(fā)展格外迅速。這些年來，人們在電子商務(wù)平臺開發(fā)研究方向進(jìn)行了大量的研究工作。2014年，杜林芝、孫小曼等人實現(xiàn)了基于B，s結(jié)構(gòu)的智能營銷系統(tǒng)。2016年，但牛和春明安設(shè)計了基于J2EE的財務(wù)管理系統(tǒng)。2017年，周銳設(shè)計了基于HIbernate和Spring MVC的旅游電子商務(wù)平臺。但目前的研究還不能很好的解決高并發(fā)帶來的系統(tǒng)癱瘓和響應(yīng)時間過長等問題。本文通過研究負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)庫讀寫分離和主從復(fù)制等技術(shù)，旨在解決訪問量急速增加時系統(tǒng)癱瘓問題。

1、電子商務(wù)平臺總體設(shè)計方案

1.1SSM框架介紹

系統(tǒng)開發(fā)采用SSM框架，它由SpringMVC、Spring、MyBatis三個開源框架整合而成。SpringMVC是一個前臺的控制框架，能夠做到自動的值的封裝。請求訪問過來被Dispatch-erservlet攔截，并且調(diào)用controllet層中相應(yīng)的方法，最終把結(jié)果返回給用戶，并且返回相應(yīng)的頁面。Spring是一個輕量級的控制反轉(zhuǎn)（1nversion of Control，loC）和面向切面（AspectOriented Programming，AoP）的容器框架，通過使用其獨特的配置文件以及注解方式進(jìn)行開發(fā)簡化。Mybatis是一款輕量級的持久層框架，由ibatis演化而來。本文構(gòu)建的基于SSM框架的電子商務(wù)平臺調(diào)用關(guān)系如圖1所示。

針對電子商務(wù)平臺的高并發(fā)問題，本文利用Nginx負(fù)載均衡加上tomcat集群實現(xiàn)分布式系統(tǒng)，并且利用數(shù)據(jù)庫MySql的主從復(fù)制和讀寫分離減輕數(shù)據(jù)庫壓力，對首頁商品詳情頁數(shù)據(jù)進(jìn)行Redis緩存來提高訪問速度。根據(jù)用戶需求，該電商平臺系統(tǒng)總體可分為前臺系統(tǒng)和后臺系統(tǒng)，其具體功能模塊如圖2所示。

1.2數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

1.2.1后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計是開發(fā)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和web應(yīng)用的基礎(chǔ)，根據(jù)應(yīng)用需求建立合理的數(shù)據(jù)模型。本文所涉及的商品分類表包含以下字段，首先創(chuàng)建商品類目表有類目，父類目ID，狀態(tài)，排序號，是否為父類目，創(chuàng)建時間，修改時間。其次創(chuàng)建商品表，如商品lD，商品標(biāo)題，價格，庫存，條形碼，圖片，所屬類目，狀態(tài)，如表1所示。

在設(shè)計這兩張表的時候考慮到只要創(chuàng)建主鍵就會自動創(chuàng)建索引。一般將where條件中頻繁出現(xiàn)的字段設(shè)為索引，添加索引的意義是將字段分開，進(jìn)行排序，查詢速度非?？?，但是索引越多越占磁盤空間。

1.2.2前臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文所涉及的用戶數(shù)據(jù)表包含以下字段，用于唯一標(biāo)識的用戶ID，用戶名，密碼，電話號碼，郵箱。用戶表對user-name、phone、email這三個字段都創(chuàng)建了唯一索引，保證其值唯一性。在購物車系統(tǒng)中建立一個復(fù)合關(guān)鍵字索引，支持查詢用戶ID以及用戶ID+商品ID，并且增加幾個字段來進(jìn)行商品數(shù)量價格等的修改。其中購物車表結(jié)構(gòu)如表2所示。

1.3系統(tǒng)主要功能設(shè)計

1.3.1用戶注冊功能

網(wǎng)頁瀏覽器編碼和解碼方式必須一致，否則會遇到請求參數(shù)亂碼問題。ServletRequest中提供了setCharacterEncod-ing方法，可以通知服務(wù)器在處理請求時使用哪個指定編碼，本文采用utf-8編碼。參數(shù)驗證采用Hibernate validator提供的校驗注解，數(shù)據(jù)合法性的驗證時，將用戶輸入的密碼進(jìn)行MD5算法加密。

1.3.2推薦功能

1.3.3購物車功能

本設(shè)計將購物車系統(tǒng)放在后臺系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作全部提供API，其他系統(tǒng)在需要時就調(diào)用這些API，不僅實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，還實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致。商品添加、修改維護(hù)、刪除都在后臺，其他系統(tǒng)要數(shù)據(jù)時，只需要調(diào)用接口。

首先創(chuàng)建Maven工程，增加依賴的開發(fā)包：json處理工具包，jsp相關(guān)依賴，apache工具組件單元測試包，連接池，分頁插件，配置tomcat插件。再創(chuàng)建運行菜單。添加商品到購物車時，首先判斷用戶是否登陸，若用戶未登錄則將商品保存到cooMe中，若用戶已登陸則將商品加入購物車。再判斷商品是否已在購物車中，若存在則數(shù)量加1，傳人userld，itemId，hum執(zhí)行update動作，若返回值為null則該商品不在購物車中。

1.3.4訂單和支付功能

訂單系統(tǒng)是一個單獨的系統(tǒng)，對外提供接口，可以通過這接口來操作訂單。用戶在前臺系統(tǒng)點擊立即購買，它會請求后臺的contrailer，controller會調(diào)用service，service就會調(diào)用訂單系統(tǒng)的接口去下單，下單成功就返回一些數(shù)據(jù)，最后提示用戶下單成功。

2、高并發(fā)解決方案

高并發(fā)是指通過設(shè)計保證系統(tǒng)能夠同時并行處理很多請求。高并發(fā)的指標(biāo)有響應(yīng)時間，吞吐量，每秒查詢率QPS，并發(fā)用戶數(shù)等。為了應(yīng)對系統(tǒng)高并發(fā)的狀況，本文利用分布式系統(tǒng)以及減輕數(shù)據(jù)庫壓力等技術(shù)來解決。

2.1 Nginx負(fù)載均衡和Tomcats集群

Nginx（engineX）是一個高性能HTTP和反向代理服務(wù)器，Nginx負(fù)載均衡加上Tom cats集群實現(xiàn)分布式系統(tǒng)，使得應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫、配置文件分別部署在獨立的資源上，并發(fā)能力和數(shù)據(jù)存儲能力會得到前所未有的提升。系統(tǒng)后臺采用輪詢的配置方法配置二臺tomcat服務(wù)器，這兩臺服務(wù)器訪問同一個數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)的按照默認(rèn)的配置，如果有N個tomcat服務(wù)器，請求就會被輪流平均的分配到這N個tomcat服務(wù)器上。例如：3-t-tomcat，其具體配置為：

2.2 MySQL數(shù)據(jù)庫的主從復(fù)制

本文采用一主一從的數(shù)據(jù)庫主從配置方式：首先安裝兩個版本一致的MysQL數(shù)據(jù)庫，安裝完成后分別修改兩個數(shù)據(jù)庫的my.ini文件的端口號為3308和3309，并且修改datadir目錄為制定端口的目錄。分別注冊兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)在/bin/目錄下執(zhí)行，修改注冊表，配置主從數(shù)據(jù)庫時兩個Mysql的版本必須一致，若IO_Running和SQL_Running狀態(tài)都為yes，則配置成功。

2.3 Amoeba實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的讀寫分離

讀寫分離路由需要JDK的支持，首先配置JDK環(huán)境變量，其次安裝并配置amoeba。設(shè)置amoeba要連接的mysql數(shù)據(jù)庫端口，默認(rèn)是3306，設(shè)置缺省的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)連接amoeba時，操作表必須顯示制定的數(shù)據(jù)庫名。設(shè)置需要連接的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的賬號和密碼。在dbServer.xml中設(shè)置后端分別用于讀寫的數(shù)據(jù)庫名，本系統(tǒng)將主庫設(shè)置成專門用于寫的數(shù)據(jù)庫，從庫被配置成專門用來讀的數(shù)據(jù)庫。

2.4 Redis實現(xiàn)商品詳情頁緩存

商品詳情頁面的數(shù)據(jù)基本不變，并且訪問最頻繁，詳情頁添加緩存可解決高并發(fā)帶來的問題，本系統(tǒng)設(shè)置頁面緩存功能流程圖如圖3所示，但是因為在首次訪問是緩存中沒有數(shù)據(jù)，只能從數(shù)據(jù)庫中查詢并放入緩存中，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)速度是有很大的提升，原來的響應(yīng)時間為200ms左右，加上緩存后響應(yīng)時間在40ms左右。

3、實驗結(jié)果

3.1系統(tǒng)運行結(jié)果

本系統(tǒng)采用的服務(wù)器CPU參數(shù)為：1processor，3.3GHZ，i7。內(nèi)存容量為16GB。在前臺系統(tǒng)中，用戶可以訪問商城首界面，注冊和登錄賬戶，查看不同分類下的商品，查詢并瀏覽商品的詳細(xì)信息，將商品加入購物車，最終提交訂單，并且可以查詢訂單、修改訂單狀態(tài)。系統(tǒng)的搜索功能和推薦功能如圖4所示。

在前臺系統(tǒng)中，用戶可以訪問商城首界面，注冊和登錄賬戶，查看不同分類下的商品，查詢并瀏覽商品的詳細(xì)信息，將商品加入購物車，最終提交訂單，并且可以查詢訂單、修改訂單狀態(tài)。其注冊功能效果圖如圖5所示。

當(dāng)用戶決定要購買所選定商品時，點擊購物車，去結(jié)算并且輸入收件人姓名以及地址就可以完成下單。生成訂單以后可以選擇刪除訂單或者在線支付，本系統(tǒng)的在線支付功能通過第三方交易平臺易寶實現(xiàn)。訂單界面運行效果圖如圖6所示。

本文設(shè)計的后臺能夠?qū)崿F(xiàn)商品分類管理、商品信息管理、商品規(guī)格屬性、注冊用戶管理以及CMS內(nèi)容發(fā)布管理等功能。其中商品分類樹形結(jié)構(gòu)圖和信息管理運行圖如圖7所示，主要功能為商品的上架和下架，新增商品時點擊選擇類目，彈出窗口按照商品分類樹形結(jié)構(gòu)圖選擇商品類目。

3.2系統(tǒng)兼容性測試結(jié)果

本系統(tǒng)各子系統(tǒng)都為網(wǎng)站系統(tǒng)，眾所周知，因為瀏覽器版本、類型、內(nèi)核等不一樣可能會導(dǎo)致相同的頁面在不同的瀏覽器中顯示不同的結(jié)果。所以測試要檢查全部種類內(nèi)核的瀏覽器，并給出不能夠適配瀏覽器的解決方案。測試結(jié)果如表3所示：

通過以上測試，在國內(nèi)常用的瀏覽器上對電商系統(tǒng)的前臺系統(tǒng)頁面做檢查可得出結(jié)論：產(chǎn)品在各個瀏覽器中均可正常顯示，并且js代碼和CSS樣式均能正常運行。

4、結(jié)語

本文研究了網(wǎng)站搭建的理論知識并結(jié)合業(yè)界較新的技術(shù)，針對當(dāng)前電子商務(wù)平臺的高并發(fā)情況設(shè)計并實現(xiàn)了一個功能完善且十分穩(wěn)定的電商網(wǎng)站，該電商網(wǎng)站能夠很好的完成日常網(wǎng)上購物的相關(guān)功能。相比與其他電商平臺而言，該電商平臺最突出的特點就是能夠抵抗高并發(fā)，在訪問量瞬間增加時不會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或者遲遲刷新不出界面的情況，并且通過實踐證明了該平臺的穩(wěn)定性，能達(dá)到日常生活需求并且能投入使用。