记得几年前，一到过年用12306买票就成为了一大难题，各种服务不响应，后来就是各种显示排队中...当时还有同事跟菠菜开玩笑说，要不你跳槽过去给他们优化优化？也有同事开玩笑说12306是几个毕业生做的...开了个人公众账号后，菠菜就一直挂念着，如果我去设计12306，该如何支撑超高并发场景呢？不过呢，考虑到大家的阅读时间，菠菜会分为两篇文章来写，本文着重讲一下该如何实现查车次，查余票，购票的，下一篇文章会着重写一下如何支撑春节的购票高峰。

　　一个车次，会经途n个站，而n个站点都可以单独的拆开来售卖，比如：北京-廊坊-天津-德州-济南，用户可以买北京-天津的，也可以买天津-济南的，那如何根据我的起始点查询到相应车次，以及购票，是需要好好设计下的。

　　先来定义几个名词：train表示列车，ticket表示票，site表示站（如北京站、廊坊站），order表示购票记录。它们的结构定义如下：

　　注：这里值得注意的一点是，乘客购买的其实不是t澳门永利娱场官方网icket，而是ticket中的一段，只不过有些乘客会购买整段的ticket而已。另外所有的结构定义仅仅给出了关键字段，不求全。对于这些结构如何在MySQL中存储，大概如下：

　　这里将用到倒排索引（菠菜之前在RTB-DSP中介绍过，有兴趣的小伙伴可以再看看）。首先按照天来建立索引（后边在介绍类似索引时默认去掉了天的维度，是为了方便），然后每天里会建立两个索引簇：起点、终点，最后遍历所有列车，根据列车所包含的站点建立相应索引，注意的点是，列车的起点只能在“起点簇澳门永利娱场官方网”中建立索引，列车的终点只能在“终点簇”中建立索引，而其他站点在两个簇中都要澳门永利娱场官方网建立索引。如下图：

　　假设有两列车，A、B，建立索引后，如果检索“天津-济南”的列车，最终会检索出A、B都可以到。

　　查询出列车后，列车对应的票就自然而然的可以得到，这里余票检索菠菜暂时给到的办法是遍历，如果使用倒排的话，成本比较高，主要的问题在于下图：

　　假设有一张票是澳门永利娱场官方网北京-济南的，而中途廊坊-天津的已售，那么参考车站的倒排索澳门永利娱场官方网引模式，起点簇有北京，终点簇有济南，而如果用户查询北京-济南的余票，就会将这张实际不符合的车票查询出来。

　　而遍历会有性能问题吗？我们可是要支撑春节高并发场景的。菠菜做了一个测试，假设一列车有20(车厢) * 20(一节车厢的排数) * 5(一排有5座) = 2000张票，而每张票假设有20个站点，即40000万个站点要遍历，那经过菠菜测试，耗时不超过40微秒，假设用户查询余票一次查询50趟列车的余票，那总共耗时在2毫秒，性能足够了。

　　不过还有一个地方需要达成共识，就是在高并发下，余票一定是不准的，在查询的时候是允许有误差的。但是在购票的时候，这个误差是不允许存在的。导致误差的原因有很多，比如当查询出余票为3的时候，返回给客户端展示，但是在这个时间段内，已经有他人成功购买了一张票，这时余额应该是2。

　　由于查询余票我们采取了看似暴力的遍历方式，然后这让购票变的简单。其实高并发下，写操作一定需要锁，而锁的粒度越大，整体的性能越低，而目前的数据结构，会让锁尽可能的小。

　　首先用户会选定某一车次，并且给出起终点，然后参考上边的查询逻辑，查询出车次的全部余票，注意，这里是余票，而不是全部车票，因为如果是拿全部车票去逐个遍历是否可以购买，会让锁的范围变大。

　　遍历余票，需先对ticket进行加锁，然后再次确认该票是否符合用户需求（查询跟操作是两个时间点的事儿，怕这两个时间点之间车票有变化），大体如下：

　　本篇文章是在比较微观的角度去看如何实现基本的查票、购票过程，下篇文章会在比较宏观的角度去上思考，如何支撑春节超高并发的流量，而且还要保证高可靠性。