SpringBoot與Hazelcast整合，實現雙11大促情景下購物車數據同步與自動故障轉移

作者：Java知識日歷 2025-03-14 08:35:27

開發前端

在節假日和促銷期間，系統需要處理大量的并發請求。現有的購物車系統往往存在性能瓶頸和數據一致性問題，所以，我們現在需要一個高效的解決方案來解決這些問題。

哪些公司使用了Hazelcast？

Uber

用途: Uber在其移動應用和后臺服務中使用Hazelcast來緩存頻繁訪問的數據。
優勢: Hazelcast的高效數據存儲和快速讀寫能力提高了系統的整體性能。

Adobe

用途: Adobe在其數字營銷平臺中使用Hazelcast來管理用戶會話和緩存。
優勢: Hazelcast的靈活性和可擴展性使其能夠適應不斷變化的業務需求。

eBay

用途: eBay使用Hazelcast來管理會話狀態和緩存，支持其全球范圍內的流量。
優勢: Hazelcast的水平擴展能力和數據一致性保障使其成為理想的解決方案。

PayPal

用途: PayPal使用Hazelcast來加速交易處理和提高支付系統的響應速度。
優勢: Hazelcast的強一致性和可靠性保證了金融交易的安全性和準確性。

Netflix

用途: Netflix使用Hazelcast來緩存推薦系統中的數據，提高推薦算法的響應速度和準確性。
優勢: Hazelcast的高性能和低延遲特性非常適合處理大規模的數據訪問需求。

用途: LinkedIn利用Hazelcast進行會話管理和緩存，提升用戶體驗。
優勢: Hazelcast的分布式特性和自動故障轉移功能確保了系統的高可用性。

Telenor

用途: Telenor（挪威最大的電信運營商之一）使用Hazelcast來優化其網絡基礎設施和服務。
優勢: Hazelcast的高可用性和數據同步功能提升了電信服務的質量和效率。

Bosch

用途: Bosch在其工業自動化系統中使用Hazelcast來管理和分析傳感器數據。
優勢: Hazelcast的實時數據處理能力幫助Bosch實現了高效的工業物聯網解決方案。

我們項目選擇Hazelcast的原因

并發處理

線程安全: 內置的并發控制機制，支持高并發環境下的數據一致性。
低延遲: 設計優化以減少延遲，提升整體系統性能。

分布式緩存

實時數據訪問: Hazelcast提供內存級別的數據存儲，確保快速的數據讀寫操作。
自動分片: 數據自動分布在多個節點上，支持水平擴展，輕松應對大規模數據。

強一致性模型

分布式鎖: 提供分布式鎖機制，確保數據操作的一致性。
復制和備份: 數據在多個節點之間進行復制和備份，防止數據丟失。

自動故障轉移

健康檢查: 集成Spring Boot Actuator進行健康檢查，自動檢測節點狀態。
數據遷移: 當某個節點宕機時，Hazelcast會自動將數據遷移到其他可用節點，確保服務連續性。

數據結構

IMap: 類似于Java中的HashMap，支持高效的鍵值對存儲。
IQueue: 支持分布式隊列，適用于消息傳遞場景。
MultiMap: 支持一個鍵對應多個值的映射關系。

查詢和聚合

SQL查詢: 支持類似SQL的查詢語法，方便復雜的數據檢索。
聚合函數: 提供內置的聚合函數，簡化數據分析任務。

開源免費

開源許可證: Hazelcast Community Edition完全免費，適合中小型企業和個人開發者。
企業版優勢: 企業版提供更多高級功能和商業支持，可根據需求選擇合適的版本。

實現思路

1. 數據同步

功能描述: 使用Hazelcast的分區表（Partitioned Map）技術，確保用戶在多個服務器節點間操作購物車數據時的一致性。
實現方式: Hazelcast會自動管理和同步數據，即使在多臺服務器之間也能保持數據的一致性。

2. 自動故障轉移

功能描述: 結合Spring Boot Actuator進行健康檢查，當某個節點發生故障時，自動將該節點上的會話數據遷移到其他可用節點，避免用戶因服務器宕機而丟失購物車信息。
實現方式: Spring Boot Actuator提供健康檢查端點，Hazelcast負責數據遷移。

代碼實操

<dependencies>
    <!-- Spring Boot Starter Web -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Hazelcast Integration for Spring Boot -->
    <dependency>
        <groupId>com.hazelcast</groupId>
        <artifactId>hazelcast-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>5.3.0</version>
    </dependency>

    <!-- Spring Boot Actuator for Health Checks -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

健康檢查配置 (application.properties)

配置啟用Actuator的健康檢查功能

management.endpoints.web.exposure.include=*

啟動類

package com.example.shoppingcart;

import com.hazelcast.config.Config;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;

@SpringBootApplication
publicclass ShoppingCartApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ShoppingCartApplication.class, args);
    }

    // 配置Hazelcast實例
    @Bean
    public Config hazelCastConfig() {
        returnnew Config()
                .setInstanceName("shopping-cart-instance") // 設置Hazelcast實例名稱
                .addMapConfig(new com.hazelcast.config.MapConfig()
                        .setName("users")); // 添加一個名為"users"的分區表（IMap）
    }
}

User 類

package com.example.shoppingcart.model;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

publicclass User {
    private String userId; // 用戶ID
    private Map<String, CartItem> cartItems; // 購物車中的商品，鍵為商品ID，值為CartItem對象

    public User(String userId) {
        this.userId = userId;
        this.cartItems = new HashMap<>();
    }

    public String getUserId() {
        return userId;
    }

    public Map<String, CartItem> getCartItems() {
        return cartItems;
    }
}

CartItem 類

package com.example.shoppingcart.model;

publicclass CartItem {
    private String itemId; // 商品ID
    privateint quantity; // 商品數量

    public CartItem(String itemId, int quantity) {
        this.itemId = itemId;
        this.quantity = quantity;
    }

    public String getItemId() {
        return itemId;
    }

    public int getQuantity() {
        return quantity;
    }

    public void setQuantity(int quantity) {
        this.quantity = quantity;
    }
}

數據訪問層

package com.example.shoppingcart.repository;

import com.example.shoppingcart.model.CartItem;
import com.example.shoppingcart.model.User;
import com.hazelcast.core.HazelcastInstance;
import com.hazelcast.map.IMap;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
publicclass UserRepository {

    privatefinal IMap<String, User> users; // 使用Hazelcast的IMap存儲用戶信息

    @Autowired
    public UserRepository(HazelcastInstance hazelcastInstance) {
        this.users = hazelcastInstance.getMap("users"); // 獲取名為"users"的IMap實例
    }

    public User getUser(String userId) {
        return users.get(userId); // 從IMap中獲取用戶信息
    }

    public void saveUser(User user) {
        users.put(user.getUserId(), user); // 將用戶信息保存到IMap中
    }

    public boolean containsUser(String userId) {
        return users.containsKey(userId); // 檢查是否存在指定用戶
    }

    public boolean containsItem(String userId, String itemId) {
        User user = getUser(userId);
        return user != null && user.getCartItems().containsKey(itemId); // 檢查用戶是否包含指定商品
    }

    public void addItemToCart(String userId, CartItem item) {
        User user = getUser(userId);
        if (user == null) {
            user = new User(userId);
        }
        user.getCartItems().put(item.getItemId(), item);
        saveUser(user);
    }

    public CartItem getItemFromCart(String userId, String itemId) {
        User user = getUser(userId);
        if (user != null) {
            return user.getCartItems().get(itemId);
        }
        returnnull;
    }

    public void removeItemFromCart(String userId, String itemId) {
        User user = getUser(userId);
        if (user != null && user.getCartItems().containsKey(itemId)) {
            user.getCartItems().remove(itemId);
            saveUser(user);
        }
    }

    public void clearCart(String userId) {
        User user = getUser(userId);
        if (user != null) {
            user.getCartItems().clear();
            saveUser(user);
        }
    }

    public Map<String, CartItem> getAllItemsInCart(String userId) {
        User user = getUser(userId);
        if (user != null) {
            return user.getCartItems();
        }
        returnnew HashMap<>();
    }
}

服務層

package com.example.shoppingcart.service;

import com.example.shoppingcart.model.CartItem;
import com.example.shoppingcart.model.User;
import com.example.shoppingcart.repository.UserRepository;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

@Service
class ShoppingCartService {

    privatefinal UserRepository userRepository;

    @Autowired
    public ShoppingCartService(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }

    @PostConstruct
    public void init() {
       
    }

    // 添加商品到購物車的方法
    public ResponseEntity<?> addItem(String userId, String itemId, int quantity) {
        if (userRepository.containsItem(userId, itemId)) {
            CartItem existingItem = userRepository.getItemFromCart(userId, itemId);
            existingItem.setQuantity(existingItem.getQuantity() + quantity);
            userRepository.saveUser(getUserWithUpdatedItem(userId, existingItem));
        } else {
            userRepository.addItemToCart(userId, new CartItem(itemId, quantity));
        }
        return ResponseEntity.ok("Item added to cart."); // 返回成功響應
    }

    // 獲取購物車中某個商品的信息
    public ResponseEntity<?> getItem(String userId, String itemId) {
        CartItem item = userRepository.getItemFromCart(userId, itemId);
        if (item == null) {
            return ResponseEntity.notFound().build(); // 如果用戶或商品不存在，返回404 Not Found
        }
        return ResponseEntity.ok(item); // 返回商品信息
    }

    // 從購物車中移除某個商品
    public ResponseEntity<?> removeItem(String userId, String itemId) {
        if (!userRepository.containsItem(userId, itemId)) {
            return ResponseEntity.notFound().build(); // 如果用戶或商品不存在，返回404 Not Found
        }
        userRepository.removeItemFromCart(userId, itemId);
        return ResponseEntity.ok("Item removed from cart."); // 返回成功響應
    }

    // 清空用戶的整個購物車
    public ResponseEntity<?> clearCart(String userId) {
        if (!userRepository.containsUser(userId)) {
            return ResponseEntity.notFound().build(); // 如果用戶不存在，返回404 Not Found
        }
        userRepository.clearCart(userId);
        return ResponseEntity.ok("Cart cleared."); // 返回成功響應
    }

    // 獲取用戶購物車中的所有商品
    public ResponseEntity<?> getAllItems(String userId) {
        Map<String, CartItem> items = userRepository.getAllItemsInCart(userId);
        if (items.isEmpty()) {
            return ResponseEntity.notFound().build(); // 如果用戶不存在，返回404 Not Found
        }
        return ResponseEntity.ok(items); // 返回購物車中的所有商品
    }

    // 輔助方法：更新用戶信息并返回
    private User getUserWithUpdatedItem(String userId, CartItem updatedItem) {
        User user = userRepository.getUser(userId);
        if (user != null) {
            user.getCartItems().put(updatedItem.getItemId(), updatedItem);
        }
        return user;
    }
}

控制器層

package com.example.shoppingcart.controller;

import com.example.shoppingcart.service.ShoppingCartService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@RestController
@RequestMapping("/cart")
publicclass ShoppingCartController {

    privatefinal ShoppingCartService shoppingCartService;

    @Autowired
    public ShoppingCartController(ShoppingCartService shoppingCartService) {
        this.shoppingCartService = shoppingCartService;
    }

    // 添加商品到購物車的API接口
    @PostMapping("/add")
    public ResponseEntity<?> addToCart(@RequestParam String userId,
                                     @RequestParam String itemId,
                                     @RequestParamint quantity) {
        return shoppingCartService.addItem(userId, itemId, quantity); // 調用服務層的方法
    }

    // 獲取購物車中某個商品信息的API接口
    @GetMapping("/get")
    public ResponseEntity<?> getFromCart(@RequestParam String userId,
                                        @RequestParam String itemId) {
        return shoppingCartService.getItem(userId, itemId); // 調用服務層的方法
    }

    // 從購物車中移除某個商品的API接口
    @DeleteMapping("/remove")
    public ResponseEntity<?> removeFromCart(@RequestParam String userId,
                                           @RequestParam String itemId) {
        return shoppingCartService.removeItem(userId, itemId); // 調用服務層的方法
    }

    // 清空用戶整個購物車的API接口
    @DeleteMapping("/clear")
    public ResponseEntity<?> clearCart(@RequestParam String userId) {
        return shoppingCartService.clearCart(userId); // 調用服務層的方法
    }

    // 獲取用戶購物車中所有商品的API接口
    @GetMapping("/all")
    public ResponseEntity<?> getAllItems(@RequestParam String userId) {
        return shoppingCartService.getAllItems(userId); // 調用服務層的方法
    }
}

測試

添加商品到購物車

curl -X POST "http://localhost:8080/cart/add?userId=user1&itemId=item1&quantity=3"

Response：

"Item added to cart."

獲取購物車中某個商品的信息

curl "http://localhost:8080/cart/get?userId=user1&itemId=item1"

Response：

{"itemId":"item1","quantity":3}

增加現有商品的數量

curl -X POST "http://localhost:8080/cart/add?userId=user1&itemId=item1&quantity=2"

Response：

"Item added to cart."

從購物車中移除某個商品

curl -X DELETE "http://localhost:8080/cart/remove?userId=user1&itemId=item1"

Response：

"Item removed from cart."

清空用戶的整個購物車

curl -X DELETE "http://localhost:8080/cart/clear?userId=user1"

Response：

"Cart cleared."

責任編輯：武曉燕來源： Java知識日歷

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SpringBoot與Hazelcast整合，實現雙11大促情景下購物車數據同步與自動故障轉移

哪些公司使用了Hazelcast？

Uber

Adobe

eBay

PayPal

Netflix

LinkedIn

Telenor

Bosch

我們項目選擇Hazelcast的原因

并發處理

分布式緩存

強一致性模型

自動故障轉移

數據結構

查詢和聚合

開源免費

實現思路

1. 數據同步

2. 自動故障轉移

代碼實操

健康檢查配置 (application.properties)

啟動類

User 類

CartItem 類

數據訪問層

服務層

控制器層

測試

添加商品到購物車

獲取購物車中某個商品的信息

增加現有商品的數量

從購物車中移除某個商品

清空用戶的整個購物車