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針對(duì)上述問(wèn)題及原因，研發(fā)者將架構(gòu)優(yōu)化及重構(gòu)思路重點(diǎn)放在提升車(chē)票查詢和交易處理的響應(yīng)速度，提升后臺(tái)系統(tǒng)的擴(kuò)展性，改變網(wǎng)上排隊(duì)方式，減輕高峰時(shí)段集中放票造成的帶寬壓力。同時(shí)盡可能分離核心業(yè)務(wù)，減少業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)，具體內(nèi)容包括：

首先，必須大幅提升并發(fā)查詢能力，12306使用內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，將車(chē)票查詢的響應(yīng)速度由不足1000次/秒提升至超過(guò)20000次/秒，響應(yīng)時(shí)間由原來(lái)的1s縮減至10ms，使用戶可以快速獲取到車(chē)次及余票情況。

其次，要讓用戶在高峰期“排隊(duì)下單不擁堵”，為此12306構(gòu)建了交易處理排隊(duì)系統(tǒng)，隊(duì)列的下單請(qǐng)求接收能力超過(guò)10萬(wàn)筆/秒，用戶可以在售票高峰期迅速完成下單操作，等候系統(tǒng)依次處理，等候過(guò)程中可以查詢排隊(duì)狀態(tài)（等候處理的時(shí)間）。排隊(duì)系統(tǒng)中也采用了內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)。

第三，對(duì)訂單/電子客票進(jìn)行分節(jié)點(diǎn)分庫(kù)分表改造，將原有的1個(gè)節(jié)點(diǎn)、1個(gè)庫(kù)、1張表拆分為3個(gè)節(jié)點(diǎn)、30個(gè)庫(kù)、30張表，線上相關(guān)操作被分散到各個(gè)節(jié)點(diǎn)和庫(kù)表中，這樣，用戶在網(wǎng)站上的訂票請(qǐng)求可以得到更快的響應(yīng)和處理。

最后，對(duì)訂票、取票操作進(jìn)行了業(yè)務(wù)分離，由不同的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（售票節(jié)點(diǎn)和取票節(jié)點(diǎn)）承載網(wǎng)上售票和線下取票業(yè)務(wù)；對(duì)訂單/電子客票生成和查詢進(jìn)行了讀寫(xiě)分離，使用內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)集中存儲(chǔ)訂單/電子客票，訂單查詢的響應(yīng)速度由200次/秒左右提升至5000次/秒以上，大幅提升了訂單/電子客票的查詢效率。

優(yōu)化架構(gòu)后的系統(tǒng)在上線前壓力的測(cè)試中，極限交易能力為300張/秒，可以滿足日售票量500萬(wàn)的業(yè)務(wù)需求。2013年春運(yùn)，優(yōu)化架構(gòu)后的12306網(wǎng)站最高日售票量達(dá)到364萬(wàn)，占全路售票量的40%，售票量為2012年春運(yùn)最高峰（119萬(wàn)）的3倍多。

2013年2月14日，家長(zhǎng)帶著孩子在安徽省淮北火車(chē)站候車(chē)返程。IC Photo

然而，對(duì)于12306平臺(tái)的需求依然在急速增長(zhǎng)，原有的改良很快到達(dá)極限。2013年十一黃金周，12306互聯(lián)網(wǎng)售票量達(dá)到了460萬(wàn)，再次接近系統(tǒng)處理的上限，且由于3G網(wǎng)絡(luò)的限制（4G網(wǎng)元年但未普及）和網(wǎng)民數(shù)量的迅速增長(zhǎng)導(dǎo)致高峰期外網(wǎng)入口帶寬緊張，已不能滿足互聯(lián)網(wǎng)售票量進(jìn)一步提升的需要。此外，作為鐵路售票的主要渠道，互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)單中心運(yùn)行模式已不能滿足業(yè)務(wù)安全性和可靠性的需求。

為此，自2013年底起啟動(dòng)了12306網(wǎng)站的第2輪架構(gòu)優(yōu)化：

將用戶登錄及常用聯(lián)系人查詢等業(yè)務(wù)遷移至內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中，提高了相關(guān)業(yè)務(wù)的處理性能和可靠性。

構(gòu)建了鐵科院第2生產(chǎn)中心，與既有的中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司第1生產(chǎn)中心間實(shí)現(xiàn)“雙活”，提升網(wǎng)站的安全性和可靠性，并將訂單/電子客票集群的處理能力提高1倍。訂單/電子客票集群擴(kuò)充至10組節(jié)點(diǎn)、100個(gè)庫(kù)、100張表。

在公有云上部署車(chē)票查詢服務(wù)，通過(guò)策略配置可隨時(shí)將車(chē)票查詢流量分流至公用云，以緩解在售票高峰期網(wǎng)站的處理資源和帶寬壓力。

上線前的壓力測(cè)試驗(yàn)證了系統(tǒng)可以滿足1000萬(wàn)張/天的設(shè)計(jì)售票能力，在2015年春運(yùn)高峰時(shí)段，實(shí)際售票速度超過(guò)了1000張/秒（約合360萬(wàn)張/時(shí)）。公有云在2015年春運(yùn)期間最高分流了75%的查詢請(qǐng)求，網(wǎng)站對(duì)外車(chē)票查詢服務(wù)能力增加了3倍。12306網(wǎng)站在2015年春運(yùn)高峰日處理了超過(guò)180億次車(chē)票查詢服務(wù)，平均響應(yīng)速度超過(guò)30萬(wàn)次/秒。

隨著12306對(duì)于春運(yùn)“極限壓力”的承載能力超級(jí)加倍，一度讓設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)頭疼不已的“搶票外掛”已然成為了最大的不穩(wěn)定因素。12306團(tuán)隊(duì)雖然一再抗議購(gòu)票使用搶票軟件，但是網(wǎng)絡(luò)上依靠自動(dòng)頻繁刷新車(chē)票信息、進(jìn)行自動(dòng)填報(bào)搶票的小軟件依舊層出不窮。這類(lèi)軟件通過(guò)快速刷新票務(wù)信息，提高搶票成功率，旨在幫助用戶在第一時(shí)間搶到車(chē)票。雖然滿足了市場(chǎng)需求，但同時(shí)嚴(yán)重干擾了手動(dòng)購(gòu)票的大眾，影響了購(gòu)票的公平性；且為了提高成功率，用戶往往需要提前在系統(tǒng)輸入乘車(chē)人的個(gè)人信息，在“搶票”的焦慮中，親手將個(gè)人信息泄露了出去。?

在這樣的背景下12306團(tuán)隊(duì)也必須做出有針對(duì)性的改變——除了持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的高峰處理能力外，還引入了實(shí)名制、復(fù)雜驗(yàn)證碼、手機(jī)驗(yàn)證碼等功能，但依舊無(wú)法遏制搶票軟件的猖獗，導(dǎo)致在春運(yùn)、十一黃金周期間依舊出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不暢的購(gòu)票現(xiàn)象。

直到2019年春運(yùn)期間，12306試點(diǎn)候補(bǔ)購(gòu)票服務(wù)功能。這一功能是將手動(dòng)操作的用戶訂單與搶票軟件的用戶訂單放到同一個(gè)“獎(jiǎng)池”里，大家進(jìn)行公平競(jìng)爭(zhēng)，系統(tǒng)隨機(jī)挑選“中獎(jiǎng)?wù)摺蓖瓿山酉氯サ馁?gòu)票流程，這樣一來(lái)，即使刷屏再快的搶票軟件也再無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，這才使得搶票軟件的風(fēng)頭被逐漸遏制。

正所謂“魔高一尺道高一丈”，候補(bǔ)票模式是12306針對(duì)搶票軟件的一記重拳，但在利益的驅(qū)動(dòng)下，搶票軟件必定會(huì)繼續(xù)針對(duì)這一模式再次進(jìn)行不公平的競(jìng)爭(zhēng)，例如提高搶票軟件訂單在候補(bǔ)票獎(jiǎng)池中的“中獎(jiǎng)概率”等。相信我們12306團(tuán)隊(duì)能夠克服困難，維護(hù)好全球訪問(wèn)量最大、交易量最大的票務(wù)系統(tǒng)，雙方的“斗智斗勇”依然伴隨著中國(guó)不斷發(fā)展的鐵路網(wǎng)絡(luò)和居民出行的需求不斷進(jìn)化著。

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