五分钟入门 | 12306余票查询系统背后的实时计算核心技术：Apache Geode 实战指南

目录

五分钟入门 | 12306余票查询系统背后的实时计算核心技术：Apache Geode 实战指南

摘要

一、12306 余票查询的技术挑战

二、什么是 Apache Geode，它凭什么能扛住12306的流量？

三、余票查询背后的“动态计算逻辑”拆解

示例场景：G1234 北京 → 上海

乘客查询：南京 → 上海 的余票

✅ 步骤 1：定位该区段

✅ 步骤 2：逐段校验余票

✅ 步骤 3：计算可售余票数量

✅ 步骤 4：缓存优化 + 热点更新

四、快速上手示例代码：Geode 模拟余票查询

1. 启动服务节点

2. 创建一个 Region 存储车次与余票信息

3. 编写 Java 示例：查询南京到上海是否有票

五、总结：12306是如何做到“毫秒级”余票响应的？

六、推荐阅读与进阶实践

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五分钟入门 | 12306余票查询系统背后的实时计算核心技术：Apache Geode 实战指南

摘要

每天有数亿人打开12306抢票，但你知道查询“北京到上海”的余票背后，其实涉及一套复杂的分布式实时计算体系吗？本文以12306为例，结合 Apache Geode，快速入门余票动态计算与缓存技术，揭示高并发低延迟背后的秘密。

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一、12306 余票查询的技术挑战

余票查询≠简单查表！实际要处理的是：

• 多用户并发请求

• 实时计算余票（不是缓存一个数字）

• 支持站间动态计算（A→B≠C→D）

• 支持售票规则判断（限售、管控、停靠等）

• 余票变动实时同步（防止“超卖”）

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二、什么是 Apache Geode，它凭什么能扛住12306的流量？

Apache Geode 是一个分布式内存数据管理平台，专为“读写并发、高可用、低延迟”业务设计，具备如下能力：

能力	描述
数据分片/副本	每个节点管理部分车次数据，自动复制/容灾
实时计算	通过分布式 Region 执行实时余票判断
异步事件	支持余票变更通知（订阅/推送）
⚙️ 强事务	支持事务一致性，防止余票争抢超售

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三、余票查询背后的“动态计算逻辑”拆解

示例场景：G1234 北京 → 上海

假设该车次停靠站如下：

北京 → 天津 → 南京 → 苏州 → 上海

乘客查询：南京 → 上海 的余票

我们不能直接返回一个固定数值，而需动态计算以下逻辑：

✅ 步骤 1：定位该区段

找出“南京 → 上海”在哪一段（区间3-5）

✅ 步骤 2：逐段校验余票

遍历区间中所有座位预订记录，若存在下列情况则不能售票：

• 该座位在该区段上已被售出（如北京→上海、天津→南京等重叠段）

• 当前系统规则不允许中途站售票（如部分管控区）

✅ 步骤 3：计算可售余票数量

// 伪代码示意：依赖 Geode Region 查询 + 自定义区段计算
int countAvailableSeats(String trainNo, int fromIndex, int toIndex) {
    List seats = region.query("trainNo = '" + trainNo + "'");
    int available = 0;
    for (Seat seat : seats) {
        if (seat.isAvailable(fromIndex, toIndex)) {
            available++;
        }
    }
    return available;
}

✅ 步骤 4：缓存优化 + 热点更新

对常见区间（如北京→上海）使用 Geode Region 缓存加速，但一旦余票变动，则触发缓存失效或增量更新。

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四、快速上手示例代码：Geode 模拟余票查询

1. 启动服务节点

gfsh> start locator
gfsh> start server

2. 创建一个 Region 存储车次与余票信息

gfsh> create region --name=tickets --type=PARTITION

3. 编写 Java 示例：查询南京到上海是否有票

public class TicketQuery {
  public static void main(String[] args) {
    ClientCache cache = new ClientCacheFactory()
        .addPoolLocator("localhost", 10334)
        .create();

    Region region = cache
        .createClientRegionFactory(ClientRegionShortcut.CACHING_PROXY)
        .create("tickets");

    // 查询G1234车次
    TrainSeatMap seatMap = region.get("G1234");
    boolean hasTickets = seatMap.hasAvailable("南京", "上海");

    System.out.println("南京到上海是否有票：" + (hasTickets ? "有" : "无"));
    cache.close();
  }
}

其中 TrainSeatMap 可为如下结构（简化示意）：

public class TrainSeatMap {
    private List stations;
    private Map seatOccupancy; // key: seatId, value: 每段是否已被占用

    public boolean hasAvailable(String from, String to) {
        int fromIdx = stations.indexOf(from);
        int toIdx = stations.indexOf(to);
        for (boolean[] usage : seatOccupancy.values()) {
            boolean free = true;
            for (int i = fromIdx; i < toIdx; i++) {
                if (usage[i]) { free = false; break; }
            }
            if (free) return true;
        }
        return false;
    }
}

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五、总结：12306是如何做到“毫秒级”余票响应的？

能力	技术支持
区段余票计算	基于内存的结构化座位图
并发读写控制	Geode + 本地锁机制
热点区间优化	缓存 + 增量通知
高可用部署	多副本、异步事件
极速响应	本地+内存查询，无需外部数据库参与

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六、推荐阅读与进阶实践

• 官方文档：Apache Geode — Documentation

• 示例项目：GitHub - apache/geode-examples: Apache Geode Examples

• 可扩展组件：Spring Data Geode、Geode Redis 接口、REST 接口等