我曾在淘寶寫過一段時(shí)間代碼，2012年在一家百強(qiáng)民企做電商副總，當(dāng)時(shí)在極為艱苦的條件下帶隊(duì)開發(fā)了一個(gè)B2C網(wǎng)站，走支付寶和銀聯(lián)支付通道，年?duì)I業(yè)額千萬級（當(dāng)然實(shí)在太少了，我只是說這個(gè)網(wǎng)站投入了實(shí)際的運(yùn)營）。
也就在那個(gè)時(shí)候，我對12306嗤之以鼻，覺得他們做得太爛了，認(rèn)為自己能帶隊(duì)花幾百萬半年時(shí)間做個(gè)好的出來。于是我狂妄地想做一個(gè)開源的訂票系統(tǒng)給他們。我花了一個(gè)星期時(shí)間思考建立數(shù)據(jù)模型，思考到庫存這一步的時(shí)候，我才發(fā)現(xiàn)，12306的庫存復(fù)雜性比淘寶、京東高很多倍，運(yùn)算量也大很多倍。傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫、緩存、負(fù)載均衡技術(shù)并不能恰好滿足12306的需求。
在平時(shí)，12306也就是個(gè)正常的電商網(wǎng)站。但一到黃金周，12306就是一個(gè)全站所有商品都秒殺，所有SKU都是動態(tài)庫存的變態(tài)。
即使不考慮線下既有的電話、代售點(diǎn)等渠道，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)12306，最少最少也是千萬級別的硬件投入（這是當(dāng)時(shí)的估算，沒有精算，可能與實(shí)際相差較大，總之，我說得不一定對，12306的業(yè)務(wù)也許沒我說的那么復(fù)雜，但也絕不是某些人噴的那么簡單），軟件和人力另算。那些叫囂只要40臺服務(wù)器、只要2個(gè)架構(gòu)師4個(gè)程序員、大談分庫分表和前端CDN的人們，只是紙上談兵罷了。所謂初生牛犢不怕虎，做了三年CMS和BBS，就以這個(gè)經(jīng)驗(yàn)來噴12306，未免太天真了。
媒體人噴12306，是他們不懂技術(shù)，沒有能力和耐心來分析背后的難度。技術(shù)人員噴，則是因?yàn)榇蟛糠值募夹g(shù)人員在短時(shí)間思考時(shí)，容易陷入過于樂觀的誤區(qū)，經(jīng)典的例子就是估算工作量，程序員們往往容易估算出一個(gè)超短的工期，把寫程序的工作樂觀地想象成了打字員照稿敲鍵盤的工作。
知乎那篇文章，我覺得不是洗地。排名第一和第二的答案都說得很客觀。淘寶技術(shù)是比12306強(qiáng)大很多倍，淘寶現(xiàn)在的系統(tǒng)也是花了10倍于12306的錢、時(shí)間和人才做起來的。根本原因還是鐵路運(yùn)力不能滿足春運(yùn)需求，淘寶也解決不了這個(gè)問題。
12306這一年來進(jìn)步非常大。從前段動畫驗(yàn)證碼、分時(shí)段搶票，到后端去小型機(jī)、虛擬化、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用?？梢哉f，12306是中國政府機(jī)關(guān)做的最強(qiáng)大的網(wǎng)站（電商系統(tǒng)），能在短短一兩年內(nèi)做出這樣的改變，幾乎是個(gè)奇跡，就連一些市場化的民企都望塵莫及，甚至一些上市公司都比不上它?。ū热?1job和ctrip）。
事非經(jīng)過不知難，在網(wǎng)上批判12306的人，大部分還是形成了【國企 = 壟斷 + 腐敗 + 低效 】的思維定勢。小部分是真的輕視了它的難度。
至于12306一期工程3個(gè)億（含硬件）貴不貴我不評價(jià)，我只提供一個(gè)數(shù)字供參考，百度一年的研發(fā)費(fèi)用（不含硬件）是10億，這個(gè)數(shù)字來自百度財(cái)報(bào)。網(wǎng)上能查到。3億看起來好大一個(gè)數(shù)字，真用到超大型的電商系統(tǒng)、搜索引擎系統(tǒng)里面，其實(shí)也不算什么天文數(shù)字了。
再解釋一下，為什么秒殺壓力大，以及為什么12306的動態(tài)庫存很復(fù)雜。
先說秒殺
2013年12月25日前后，天貓搞了一個(gè)圣誕季積分兌換活動，持續(xù)幾天。25號上午10點(diǎn)12分，放出了15000個(gè)天貓魔盒（淘寶集市有人賣，大概190-230塊），從成交記錄上看，是19秒內(nèi)全部搶完。
實(shí)際上，我也參加秒殺了，那天的題目特別簡單（請輸入xxx漢字的拼音首字母），我應(yīng)該是5秒內(nèi)答題完成并提交訂單，結(jié)果告訴我排隊(duì)的人太多，擠不進(jìn)去，并提示14秒以后重試。人太多就是因?yàn)轭}目太簡單了，門檻越低，5秒內(nèi)擠進(jìn)去的人也越多嘛，如果題目換成【2克濃度為3%的U235在大亞灣核電站能發(fā)多少KW的電】，5分鐘之內(nèi)也不會有1萬5千人跟我競爭。
我想，14秒以后哪還有我的事情呀，于是重新答題秒殺，結(jié)果出現(xiàn)了服務(wù)器錯(cuò)誤的頁面。反復(fù)刷新幾次，就告訴秒殺結(jié)束了。
在群里問了一下同事，有不到10個(gè)人回答我，都說沒秒到（也可能秒到的人悶聲發(fā)大財(cái)，不回復(fù)我）。
淘寶是什么技術(shù)水平呢，淘寶有至少4000技術(shù)人員，至少4萬臺服務(wù)器（這都是兩年前的公開數(shù)據(jù)了，按規(guī)定可以談?wù)摚?013年11月11日成交額351億，2012年全年成交額超過1萬億。
淘寶擁有各種自主研發(fā)團(tuán)隊(duì)：服務(wù)器、交換機(jī)（網(wǎng)上可以搜索到淘寶公開的綠色服務(wù)器開放標(biāo)準(zhǔn)）；操作系統(tǒng)（Linux Kernel taobao版，yunos手機(jī)操作系統(tǒng)是阿里云的，暫時(shí)不計(jì)入）、Web服務(wù)器（Tengine）、Java語言虛擬機(jī)（JVM taobao版）、數(shù)據(jù)庫（MySQL內(nèi)核 taobao版，google和facebook也有自己的版本，HBase淘寶版、還有自己全部從頭開發(fā)的OceanBase）、負(fù)載均衡器（LVS，LVS始創(chuàng)人就在淘寶，擔(dān)任研究員）、Java運(yùn)行容器（Jboss，其創(chuàng)始人之一，王文彬，也在淘寶，擔(dān)任副總裁）。
淘寶還有數(shù)不清的開源項(xiàng)目和中間件，如高性能Java通信中間件HSF、分布式數(shù)據(jù)庫中間件TDDL、異步消息系統(tǒng)notify等等等等。
以淘寶這樣的技術(shù)水平，也不能做到秒殺時(shí)讓每個(gè)用戶都沒有擁擠感，為什么呢？
一是要尊重物理原理，一臺服務(wù)器一秒鐘能承受的計(jì)算量是有極限的，任你怎么優(yōu)化，采用多高效的算法和編程語言，都突破不了某個(gè)極限，比方說汽車發(fā)動機(jī)驅(qū)動的F1賽車至今也不能突破400公里的時(shí)速（超音速推進(jìn)號那個(gè)1千多公里的時(shí)速不能算，那是飛機(jī)引擎驅(qū)動的）。再往深了說，就不容易懂了。感興趣的可以從著名的C10K問題開始看起。
二是要考慮經(jīng)濟(jì)效益，十一黃金周的時(shí)候，北京主城區(qū)到八達(dá)嶺長城的路堵得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，但不能因?yàn)辄S金周的高峰，就把這段路修成長安街那樣10車道的高速公路。否則的話，花費(fèi)天文數(shù)字（真的是天文數(shù)字，12306那3個(gè)億大概只夠修1-3公里）。修了一段路，黃金周是可以飆到80公里/小時(shí)了，可平時(shí)呢，拿來給兩邊的居民曬谷子？
淘寶目前的硬件和帶寬數(shù)量，已經(jīng)超出日常運(yùn)營的需求了，就是留了相當(dāng)大的余量給大促銷（眾所周知的是雙十一，雙十二，其實(shí)基本每個(gè)季度都有大促銷，每個(gè)月都有促銷，甚至天天都在促銷——聚劃算）。amazon當(dāng)年就是為了應(yīng)對黑色星期五的大促銷購置了大量的服務(wù)器，平時(shí)訂單量沒那么大了，amazon就把富余的服務(wù)器拿來搞云計(jì)算了。順便說一下，阿里云是當(dāng)今中國第一世界數(shù)一數(shù)二的云計(jì)算服務(wù)商，和amazon走的路也有點(diǎn)像。
再說動態(tài)庫存
淘寶秒殺天貓魔盒的時(shí)候，只有一個(gè)商品（行話叫做SKU），它的庫存是15000個(gè)。有一個(gè)人秒殺到了，庫存就減1，19秒賣完的，一秒要成功產(chǎn)生789個(gè)訂單（下訂單的請求可能是8萬個(gè)，只是可能啊，非實(shí)際數(shù)字，也可能是1萬個(gè)，用于說明一下壯觀程度）。想象一下，你在廣場上賣火車票，一秒鐘有8萬人舉著錢對你喊：賣給我！
上過大學(xué)的人都知道，比秒小的時(shí)間單位還有毫秒、皮秒、飛秒。但交易系統(tǒng)登記一個(gè)交易可不像電子繞著原子核跑一圈那么簡單，它要做這些事：檢查是否惡意訪問、取到系統(tǒng)時(shí)間、取到顧客默認(rèn)收貨地址、核對顧客秒殺資格（當(dāng)時(shí)的規(guī)定是天貓T2.T3達(dá)人）、生成訂單號、把顧客ID系統(tǒng)時(shí)間訂單號收貨地址寫入訂單系統(tǒng)、扣除顧客天貓積分、商品庫存減一、給顧客打標(biāo)記（每人只能秒一個(gè)，下次不能秒了）等等，這每一件事都要花費(fèi)毫秒級別的時(shí)間，這些操作加起來的時(shí)間可能是接近1秒級別的，但由于淘寶的服務(wù)器比較強(qiáng)悍，而且采用了分布式和集群技術(shù)，結(jié)果比1秒理想一點(diǎn)。但即使有1萬臺服務(wù)器，也不能把這個(gè)時(shí)間稀釋成萬分之一秒，因?yàn)椋唐分挥幸环N，它有15000個(gè)庫存，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫記錄只有一行，所有的交易請求都要到這里來處理。
能不能把這15000個(gè)拆分成5000個(gè)商品并分配到5000臺服務(wù)器上呢？那樣不就可以5000臺服務(wù)器同時(shí)處理了嗎？答案是不能，首先，5000個(gè)商品，意味著有5000個(gè)商品詳情頁，5000個(gè)購買按鈕，這對前期的營銷、引流是個(gè)災(zāi)難?；旧暇蜎]法做引流入口了，顯然這違背了商業(yè)管理原則，人為增加了信息混亂程度。其次，天貓魔盒秒殺也不是啥大事，即使按官方標(biāo)價(jià)399元來計(jì)算，也就6百萬的交易。如果6百萬的交易要花費(fèi)那么大的配套成本，那就太不劃算了。再次，淘寶有十幾億商品，這十幾億商品的展示交易和管理，本來就是分布到上萬臺服務(wù)器上去了。沒有必要再把每個(gè)商品按庫存拆成多個(gè)商品了。
這789人搶到了，還不一定會付款（99積分換天貓魔盒還好一點(diǎn)，不需要去網(wǎng)銀，成本也極低，大部分是會付款的，3999秒殺iPhone 5S就不一定，有人可能網(wǎng)銀有問題，有人可能改變主意不想要了），所以就又帶來訂單取消重新恢復(fù)庫存的問題。還有想要的消費(fèi)者們，會認(rèn)為還有機(jī)會，繼續(xù)在前臺刷一會兒，最終這個(gè)秒殺會被熱情的消費(fèi)者們猛刷30秒到1分鐘。
（超賣這一部分科普筆法寫得有錯(cuò)誤，鑒于12306目前全在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中讀寫，沒有產(chǎn)生超賣問題，先把這個(gè)段落刪去。感謝@吹西門的雪 指正）
好了，講了這半天淘寶，可以說12306了吧？
我以北京西到深圳北的G71次高鐵為例（這里只考慮南下的方向，不考慮深圳北到北京西的，那是另外一個(gè)車次，叫G72），它有17個(gè)站（北京西是01號站，深圳北是17號站），3種座位（商務(wù)、一等、二等）。表面看起來，這不就是3個(gè)商品嗎？G71商務(wù)座、G71一等座、G71二等座。大部分輕易噴12306的技術(shù)人員（包括某些中等規(guī)模公司的專家、CTO）就是在這里栽第一個(gè)跟頭的。
實(shí)際上，G71有136 * 3 = 408種商品（408個(gè)SKU），怎么算來的？請看：
如果賣北京西始發(fā)的，有16種賣法（因?yàn)楹竺嬗?6個(gè)站），北京西到：保定、石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳……都是一個(gè)獨(dú)立的商品，
同理，石家莊上車的，有15種下車的可能，以此類推，單以上下車的站來計(jì)算，有136種票：16+15+14….+2+1=136。每種票都有3種座位，一共是408個(gè)商品。
好了，再看出票時(shí)怎么減庫存，由于商務(wù)、一等、二等三種座位數(shù)是獨(dú)立的，庫存操作也是一樣的，下文我就不再提座位的差別的，只討論出發(fā)與到達(dá)站。另外，下文說的是理論世界的模型，不是說12306的數(shù)據(jù)庫就是這么設(shè)計(jì)的。
旅客A買了一張北京西（01號站）到保定東（02號站）的，那【北京西到保定東】這個(gè)商品的庫存就要減一，同時(shí)，北京西到石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳等15個(gè)站臺的商品庫存也要減一，也就是說，出一張北京到保定東的票，實(shí)際上要減16個(gè)商品的庫存！
這還不是最復(fù)雜的，如果旅客B買了一張北京西（01號站）到深圳北（17號站）的票，除了【北京西到深圳北】這個(gè)商品的庫存要減一，北京西到保定東、石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門等15個(gè)站臺的商品庫存也要減1，保定東到石家莊、鄭州、武漢、長沙、廣州、虎門、深圳北等15個(gè)站臺的商品庫存要減1。。。總計(jì)要減庫存的商品數(shù)是16+15+14+。。。。+1=120個(gè)。
當(dāng)然，也不是每一張票都的庫存都完全這樣實(shí)時(shí)計(jì)算，可以根據(jù)往年的運(yùn)營情況，在黃金周這樣的高峰時(shí)段，預(yù)先對票做一些分配，比如北京到武漢的長途多一點(diǎn)，保定到石家莊的短途少一點(diǎn)。我沒有證據(jù)證實(shí)鐵道部這樣做了，但我相信，在還沒有12306網(wǎng)站的時(shí)候，鐵道部就有這種人工預(yù)分配的策略了。
想象一下，8萬人舉著錢對你高喊：賣給我。你好不容易在錢堆里找到一只手，拿了他的錢，轉(zhuǎn)身找120個(gè)同事，告訴他們減庫存，而這120個(gè)同事也和你一樣被8萬人圍著；也和你一樣，每賣出一個(gè)商品要找?guī)资畟€(gè)人減庫存。。。這就是12306動態(tài)庫存的變態(tài)之處。比你平時(shí)買東西的任何網(wǎng)站的庫存機(jī)制都復(fù)雜幾十上百倍。
再說一下?lián)屍辈寮?/strong>
機(jī)器永遠(yuǎn)比人快，當(dāng)你好不容易從8萬人里突出重圍，來到了柜臺前，你發(fā)現(xiàn)，我操，來了10萬根綁著錢的竹竿，而且當(dāng)有退票出來的時(shí)候，你要闖過3層人肉才能接近柜臺，竹竿在8個(gè)人身后一伸，錢就到了柜臺前。你低頭看了一眼手機(jī)，票就沒了，竹竿卻永遠(yuǎn)在那里伸著，永不低頭，永不眨眼。如果沒有這10萬根竹竿，雖然你很可能還是搶不到票，但不至于沮喪成這樣：我TM為什么總是手最慢的一個(gè)？??！
防機(jī)器人搶票，也不是加個(gè)圖片驗(yàn)證碼那么簡單。我寫過文章系統(tǒng)性分析過，圖片驗(yàn)證碼有6種機(jī)器暴力破解的辦法，搶票插件用的是我說的第三種，OCR識別。Google采用的Wave波形字母已經(jīng)能比較好地防住機(jī)器OCR了，ems.com.cn上的驗(yàn)證碼就是反面教材，機(jī)器OCR成功率接近100%，12306的比ems的圖片驗(yàn)證碼強(qiáng)一點(diǎn)。不過，驗(yàn)證碼設(shè)置得復(fù)雜一點(diǎn)吧，人們要噴：這只是便宜大學(xué)生和辦公室白領(lǐng)，農(nóng)民工連26個(gè)字母都認(rèn)不齊，怎么搞？搞動畫驗(yàn)證碼吧，也有人噴，視力不好的人怎么辦？最后驗(yàn)證碼搞得太簡單了，皆大歡喜了，其實(shí)最高興的是開發(fā)搶票插件的公司。
就算采用了機(jī)器完全不可能識別的驗(yàn)證碼，也防不住社會工程學(xué)的破解辦法。招募一堆網(wǎng)吧打游戲的青少年朋友，每成功輸入50個(gè)驗(yàn)證碼給1塊錢，或者等值的虛擬貨幣、游戲裝備，我保證想賺這個(gè)錢的人數(shù)不勝數(shù)。這點(diǎn)錢對轉(zhuǎn)賣車票的利潤而言，是可以接受的成本。有沒有什么技術(shù)可以防住社會工程學(xué)的破解辦法呢？能防住網(wǎng)吧青少年的驗(yàn)證碼只有【2克濃度為3%的U235在大亞灣核電站能發(fā)多少KW的電】。
沒有歷史包袱從零起步的交易系統(tǒng)？
以上討論只是把12306當(dāng)成和淘寶一樣沒有歷史包袱從零起步的交易系統(tǒng)，實(shí)際上，它不是，它后面的票池，還有電話售票、火車站售票、代售點(diǎn)售票等多個(gè)傳統(tǒng)渠道要服務(wù)。除了客運(yùn)服務(wù)，12306還有全國最大（很可能也是全球最大）的大宗物資貨運(yùn)系統(tǒng)。
架空政策（包括定價(jià)政策、警方打擊黃牛政策、身份驗(yàn)證政策）談技術(shù)，是不可能解決春運(yùn)搶票困局的，要想讓春運(yùn)的時(shí)候每個(gè)人在12306搶票都毫無擁擠感（但不一定能搶到票，鐵路運(yùn)力擺在那），那就是逼著12306買一大堆服務(wù)器對付春運(yùn)，春運(yùn)過去后，成為跟amazon一樣牛逼的云計(jì)算服務(wù)商。和逼北京修一條10車道的高速公路去八達(dá)嶺長城一個(gè)道理。
目前的12306技術(shù)上是還有問題，比如，搶票高峰，輸入個(gè)身份證號和圖片驗(yàn)證碼都卡得要死（本人親測），服務(wù)器端繁忙，你瀏覽器端卡什么呀。
但人家在進(jìn)步。相信2014年春運(yùn)的時(shí)候，技術(shù)已經(jīng)不再是一票難求的主要問題。在鐵路運(yùn)力不可能神速增加（孫中山先生計(jì)劃的20萬公里鐵路，土共修了快70年，才修到10萬公里）的情況下，要做到春運(yùn)更公平地買票，需要停靠政策調(diào)整。
非常時(shí)期有什么解決方案？
下文針對的是春節(jié)國慶這種非常暑期。其它時(shí)期，大部分線路保持現(xiàn)狀就行了，問題不大，極少部分票源緊張的線路可以按春運(yùn)處理：
1.拍賣法，價(jià)高者得之
當(dāng)硬座票拍出飛機(jī)票價(jià)格的時(shí)候，相信票就不難買了（可惜就是貴了），也沒有那么多黃牛了。要說淘寶有什么能幫12306一下子搞定技術(shù)問題的，淘寶的拍賣系統(tǒng)可以幫忙，浙江省高院在淘寶拍賣一年多，成交26億。
可惜這個(gè)方法不可能實(shí)行。現(xiàn)在的高鐵票價(jià)都被媒體和意見領(lǐng)袖噴成啥樣了，何況是拍賣。再說，火車票畢竟是生存之剛需，票價(jià)20年來不漲本來就有照顧補(bǔ)貼的成分在里面，全拍賣可能也是不妥當(dāng)。
2.抽簽法，運(yùn)氣好者得之
開車前2個(gè)月開放報(bào)名，開車前7天抽簽，中途可取消。預(yù)存票款，抽不中退款。上傳身份證和正臉自拍照，機(jī)器核對。
這樣的話，攔截黃牛的成功率就高很多了，黃牛可以預(yù)存票款，可以找到大量真實(shí)身份證號，你黃牛再讓每個(gè)給你身份證號的人把身份證照片和臉部自拍也給你試試？即使有人真想找黃牛，給身份證照片還是會猶豫一下吧。而且中間手工操作多了很多，黃牛成本提高，還不一定搞得到票。反正都是碰運(yùn)氣，我想真正的消費(fèi)者還是會選擇自己先去碰運(yùn)氣吧。
這個(gè)方法實(shí)施難度也大，無論怎么設(shè)計(jì)抽簽規(guī)則，必然有人大叫“有黑幕，不要相信政府”。
開車前7天出抽簽結(jié)果，改變行程的人應(yīng)該在7天前就能決定改還是不改了。沒抽到的也還有時(shí)間想別的辦法。當(dāng)然不一定是7天，15天，10天也可以，具體幾天要有數(shù)據(jù)模型來算。
3.拍賣 + 抽簽
軟臥、高鐵商務(wù)座等高價(jià)位的，拍賣，反正買這個(gè)的是經(jīng)濟(jì)能力相對較強(qiáng)的。那就拼誰經(jīng)濟(jì)能力更強(qiáng)吧。
硬座、站票抽簽。
4.憑身份證進(jìn)站，車票跟發(fā)票一樣，是報(bào)銷憑證，不是進(jìn)站憑證；退票后錢進(jìn)入12306賬戶，不可提現(xiàn)，只可該乘客下次乘車用；黃金周期間，個(gè)人賬號最多訂購10張票，這個(gè)辦法可以打擊黃牛囤票再轉(zhuǎn)賣。運(yùn)行一段時(shí)間后，按賬戶余額弄個(gè)排行榜就知道誰是黃牛了，可惜這個(gè)需要車站設(shè)備改造配合。
作者：作者：西西河 - 代碼狗（寫于 2014年1月）
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