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System Design: 支付系统

· 3 min read

为了解决支付系统中高并发、容错、事务一致性等复杂问题，我们可以尝试应用以下设计模式和关键概念:

1. 断路器模式（Circuit Breaker）​

  • 作用：防止系统因外部依赖故障而崩溃。
    • 外部通信：当调用第三方服务或 API 时，通过断路器监控失败率。
    • 服务无响应：若失败阈值触发，断路器"跳闸"，直接拒绝请求（快速失败），避免资源耗尽。
    • 系统保护：通过降级策略（如返回缓存数据）保证核心功能可用。

典型场景：支付网关超时、数据库连接失败时快速熔断。

2. Saga 模式​

  • 作用：管理跨服务的分布式事务，替代传统 ACID 事务（性能低、不适用于微服务）。
    • 分布式事务：将一个业务逻辑拆分为多个本地事务，按顺序执行。
    • 本地事务提交：每个服务独立提交事务（非 2PC，避免长锁）。
    • 补偿操作：若某步骤失败，触发逆向补偿操作（如退款、库存回滚）。

类型：

  • 协同式：由服务间事件驱动。
  • 编排式：通过中央协调器（Orchestrator）控制流程。

典型场景：电商下单（扣库存 → 创建订单 → 支付），若支付失败则补偿库存。

3. 弹性和高性能模式​

  • 重试：对暂时性故障（如网络抖动）自动重试，需配合退避策略（如指数退避）。
  • 幂等操作：同一操作多次执行结果一致（如通过唯一 ID 防止重复扣款）。
  • 故障处理：超时控制、限流、负载均衡等，避免级联故障。

工具：Spring Retry、Resilience4j、Hystrix（已停维护）。

4. 交易结算相关概念​

  • 幂等键（Idempotency Key）：客户端生成的唯一标识（如 UUID），服务端据此识别重复请求。
  • 唯一键（Unique Key）：数据库唯一约束（如订单号），防止数据重复。
  • 客户端接受：明确告知客户端请求是否成功（如 HTTP 202 Accepted + 异步回调）。
  • 重复请求处理：通过幂等键+去重表（或 Redis 缓存）过滤重复提交。

典型场景：支付接口防重、对账系统确保交易唯一性。

总结对比​

模式/概念核心目标关键实现手段
断路器模式故障隔离和快速失败监控 → 熔断 → 恢复
Saga 模式分布式事务最终一致性本地事务+补偿
弹性模式高可用和容错重试、限流、降级
交易结算幂等防止重复操作唯一键、幂等键、状态机

这些模式常结合使用，例如：

  • 用断路器保护 Saga 中的服务调用，失败时触发补偿；
  • 用幂等键确保重试或补偿操作的安全性。

Resources​