12306 系统在春运高峰期的稳定运行，采用了哪些具体技术？
一、 架构层面：稳固的基石
首先，12306的架构设计是能够支撑春运的关键。它不是一个简单的单体应用，而是采用了微服务架构。这意味着整个系统被拆分成了一系列独立、可独立部署的服务，比如订票服务、支付服务、用户信息服务、余票查询服务等等。
解耦与独立性： 这种拆分的好处在于，当某个服务因为高并发而出现性能瓶颈时，不会拖垮整个系统。比如，如果支付环节出了点小问题，订票功能理论上还可以继续使用，只是无法完成支付。反之，如果余票查询压力太大，也可以针对性地扩容查询服务，而不必影响订票流程。
弹性伸缩： 微服务架构本身就更容易实现弹性伸缩。在春运前夕，可以根据预测的流量增长，提前启动更多的服务实例。当春运高峰过去，又可以缩减实例，节约资源。这背后依赖于容器化技术（如Docker）和容器编排平台（如Kubernetes）。Kubernetes能够自动化地管理容器的部署、扩展和调度，就像一个智能的交通指挥员，在流量高峰时自动增派“车辆”（服务实例），在低谷时减少“车辆”。
高可用性设计： 整个系统在设计时就考虑了冗余。关键服务都会有多个实例在不同的服务器上运行，甚至部署在不同的数据中心。一旦某个服务器或数据中心发生故障，系统可以自动切换到健康的节点，保证服务的连续性。这涉及到负载均衡（Load Balancing）技术，它能够将请求均匀地分配到不同的服务实例上，避免任何一个实例过载。同时，服务注册与发现机制（如Consul、Eureka）也至关重要，它能让服务之间知道彼此的存在，并在服务实例增减时及时更新列表。
二、 数据库层面：海量数据的处理能力
春运期间，每天都有数以亿计的火车票被查询、预订，这背后是对数据库系统极大的考验。
读写分离： 12306会采用读写分离的数据库架构。大部分情况下，用户是在查询余票、车次信息，这些是“读”操作。而购票、退票则是“写”操作。通过将读请求和写请求分散到不同的数据库服务器上，可以大幅提高系统的吞吐量。读请求可以分布到多个只读副本上，而写请求则集中在主数据库上。
数据库分片（Sharding）： 即使是读写分离，单个数据库服务器也可能无法承受海量数据的压力。因此，数据库分片是必不可少的。这意味着将整个数据集按照某种规则（例如按日期、按车次、按用户ID）分散存储到多个独立的数据库中。当需要查询或操作数据时，系统会根据分片规则，将请求路由到对应的数据库分片。这样，查询的压力就被分散了。
缓存技术（Caching）： 为了进一步提升查询效率，12306会大量使用缓存。
内存缓存（如Redis, Memcached）： 最常用的缓存技术。例如，热门车次的余票信息、常用的车次时刻表等，可以被缓存在内存中。当用户查询这些信息时，直接从内存中读取，速度极快，大大减轻了数据库的压力。
CDN（Content Delivery Network）： 对于一些静态的、非实时变化的内容，比如网站的图片、CSS、JS文件，会通过CDN进行加速分发。CDN将这些内容缓存在全球各地的数据节点上，用户访问时会就近从CDN节点获取，减少了对源服务器的请求。
三、 流量控制与削峰：应对瞬时洪峰
春运期间最大的挑战就是瞬时流量的剧增，就像一场突如其来的洪水。12306需要有强大的“堤坝”和“泄洪”机制。
请求限流（Rate Limiting）： 这是最直接有效的手段。通过设置QPS（每秒查询数）限制，对来自某个IP地址、某个用户，或者某种请求类型的访问频率进行限制。当某个用户的请求频率超过设定的阈值时，系统会暂时拒绝其请求，或者返回一个提示信息，防止其请求淹没后端服务。常用的限流算法有令牌桶（Token Bucket）、漏桶（Leaky Bucket）等。
熔断（Circuit Breaking）与降级（Degradation）：
熔断： 当某个服务因为高并发或故障而长时间无法响应时，为了避免雪上加霜，会开启“熔断”。这意味着系统会暂时停止向该服务发送请求，并且快速返回一个错误结果。这给了故障服务一个“喘息”的机会，也避免了其他服务因为等待失败的调用而耗尽资源。
降级： 在极端流量情况下，一些非核心的、对用户体验影响不大的功能可能会被暂时关闭或简化。例如，可能会暂时关闭一些高级的个性化推荐功能，或者在查询结果中简化一些不必要的显示信息，以减轻后端系统的负载。这就像在非常时期，餐厅可能会暂时取消一些复杂的菜品，只提供主食一样。
消息队列（Message Queue）： 12306在处理购票、支付等关键业务时，会大量使用消息队列（如Kafka、RabbitMQ）。
削峰填谷： 用户提交购票请求后，并不会立即被处理，而是先被放入一个消息队列中。系统会以一个相对平稳的速度从队列中取出消息进行处理。这样，即使在短时间内涌入大量购票请求，也不会一下压垮后端数据库或支付系统，而是将请求“消化”掉，实现了削峰填谷的效果。
异步处理： 消息队列也支持异步处理。例如，购票成功后，系统会发送短信通知用户。这个发送短信的过程可以放到一个消息队列里，由专门的短信服务去消费，这样订票的整个流程就能更快地完成，用户感知到的响应时间更短。
四、 网络与通信：高效的信息传递
负载均衡（Load Balancing）： 除了在应用层面进行负载均衡，在网络层面也需要。硬件负载均衡器（如F5）或者软件负载均衡器（如Nginx）可以部署在网络入口，将用户的请求分发到不同的Web服务器集群，确保没有单点过载。
HTTP/2 或 HTTP/3： 相比于HTTP/1.1，这些新协议在连接复用、头部压缩等方面有显著优势，能够提高数据传输的效率，尤其是在有大量并发请求时。
CDN的深入应用： 再次强调CDN的重要性，它不仅用于静态资源，也可能用于缓存一些动态查询结果，进一步分担源站压力。
五、 运维与监控：看不见的守护者
支撑起整个稳定运行的，还有强大的运维和监控体系。
自动化部署与发布： 春运前夕，系统会进行大量的扩容和配置更新。通过CI/CD（持续集成/持续部署）流水线，可以实现自动化、低风险的部署，确保配置更新的效率和准确性。
全方位的监控： 从服务器的CPU、内存、网络流量，到应用的响应时间、错误率，再到数据库的连接数、查询性能，每一个环节都有详细的监控指标。告警系统会在指标异常时及时通知运维人员，以便快速定位和解决问题。
日志管理与分析： 海量的日志是排查问题的宝贵线索。通过集中式的日志管理平台（如ELK Stack Elasticsearch, Logstash, Kibana），可以高效地收集、存储、搜索和分析日志，快速定位故障原因。
预案与演练： 在春运开始前，12306团队会进行大量的压力测试和故障演练。模拟各种可能出现的极端情况，验证系统的承载能力和应急预案的有效性，发现潜在问题并提前修复。
总结一下，12306系统在春运高峰期的稳定运行，是一个多层次、多维度协同作战的结果。
从架构设计上，微服务、容器化、高可用性提供了坚实的基础；
在数据处理上，读写分离、数据库分片、强大的缓存机制保证了高效的数据访问；
面对流量洪峰，限流、熔断、降级、消息队列等一系列“防火墙”和“泄洪渠”发挥了关键作用；
网络传输的优化、CDN的应用提升了整体效率；
而背后强大的自动化运维、实时监控和充分的演练，则是确保这一切能够正常运转、及时应对风险的“幕后英雄”。
所以，当你春节回家，顺利刷出车票的那一刻，背后是无数先进技术和辛勤工作的结晶。
网友意见
不邀自来，果断匿名。
利益声明：阿里云程序员， 今年12306春运项目幕后码农。
仅代表个人，尝试从技术的角度对12306做一些抽象的归纳，包括12306与云计算的技术相容性，对项目谈一些感受。不涉及具体数字和系统架构细节，对铁路业务运营不做评论。
先亮明基本观点，不喜请绕路：
1、从技术上看，不是说做好了阿里双11就能做好12306
2、12306的亮相是惨了点，但这两年一直在改进
3、12306一直在尝试引入外部技术力量解决问题，租用公有云算其一吧
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我初次使用12306是到北京旅游，返程票是在12306预定的。当时是拿到一个订票号码之后再去西直门付款取票。客观来说，这两三年12306的便捷程度已经有很大提升。
每年春运，12306都会被推到风口浪尖上，也不断有“高人”放出豪言壮语，可以非常迅速而廉价的开发一个新的 12306出来。我记得大约4年前招聘工程师的时候，也经常遇到有人断言可以3个月内开发一个完整的淘宝系统。对于这种口炮党，我只能说：呵呵。。。
铁路运营是一个庞大的社会工程，每年春运，相当于把全国人口“搓一圈麻将”，如果在这个节点去网点排队买票，相信绝对是一件让所有人头疼的事情，这不仅是用户体验差的问题，同时也是对社会资源的巨大消耗。
收一下，回到技术层面——
在互联网售票之前，网点售票已经实施多年。换句话说，铁路售票实际上一直有一个相当庞大且复杂的、跨多个路局的信息系统在支撑，而且可以追溯到80或90年代，维护至今。这个系统也许不仅支持了售票，可能还包括调度等核心业务。那这里就有一个问题：在做互联网售票的时候，是否要重构一下原有的系统呢？
这个问题值得反复掂量。大家应该知道，彻底重构一个运行数十年的系统的开销和风险吧，粗略一想涉及到各种业务逻辑、软硬件供应商、版本与维护协议等等。
绝大多数的互联网技术同僚应该会倾向于在现有系统上做web前端，先让系统“用起来”，然后再集中技术力量逐步优化整套系统架构。这也是当时12306的选择，这就导致有很多历史的包袱，还要考虑线下售票系统。
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知乎上很多人拿春运售票和我厂双11比较，究竟哪个牛逼？
个人感觉两者同属于重量级的网站业务，双11在业务规模上更有挑战，而12306则在业务复杂度上更高。
火车票跟很多票（包括淘宝天猫的商品、机票、体育场馆门票等）有不一样的属性。比如，从北京到广州，沿途有多个站点，理论上乘客可以选择任意 一段区间购票，所以每买一张区间票，可能同时裂变出多张区间票。这个逻辑比大多数电子商务系统要复杂的多。关于这一点，这里有一个更夸张的分析，有兴趣请参看：
购票差异还不仅限与此。假如说要再添加一些更人性化的feature，比如根据订票者身份证里的年龄优选上下铺、优选号等，那么查询和出票逻辑就更复杂了。
在一个后端上，setup一个web前端（包括入口、安全、缓存和逻辑，非指web页），这个挑战也是巨大的。因为这个前端很容易瞬间胀大， 甚至被撑爆。“撑爆”的概念不难理解，奥运会的订票高峰，中美海底光缆拥塞，包括杰克逊去世后瞬Google瘫痪，或者DDoS拒绝服务攻击，都是这种现象。
根据官方公布的数字，有人统计了一下：需要数千个pv，才能出一张票。这个说法并不能得出“出票效率低”的结论，但是恰恰很形象的说明了查询量的巨大。
为什么12306查询量会这么大呢？因为淘宝的秒杀抢不到就算了，运气不好下次再来过；火车票的购票心理则不同，“求之不得，梦寐思服”，特别是高峰期的票。而买到票的人也不一定满意现在的车次、时间。总之，就是一个字：刷！刷！刷！
当然各种抢票工具的泛滥，也是让查询量猛增的原因之一。不过，从另一个角度看，能让这些工具都被用户用起来，这也证明了系统处理能力的大幅提升。
===洗====地===结====束=====
上面说了，天量的火车票查询是影响12306性能的重要原因之一，大概占了90%以上的访问流量。更棘手的是：峰谷的查询有天壤之别，几乎没有办法在成本和并发能力之间做一个好的平衡。以往的一个做法是从几个关键入口流量控制，保障系统可用性，但是会影响用户体验。
淘宝/天猫大促的时候，也会增加服务器，阿里的业务盘子大，这些新增的机器很快会被其他业务（包括阿里云）消化掉，可能还不够。但是对于 12306来说，就比较难做到这一点。
这成为今年12306与阿里云合作的一个契机：通过云的弹性和“按量付费”的计量方式，来支持巨量的查询业务，把架构中比较“重”（高消耗、低周转）的部分 放在云上。这是一个充分利用云计算弹性的绝好实例，也是在系统架构上做“轻重分离”的一个典型case，把小而精的核心业务系统保持不动，把 “傻大笨粗”（非贬义）的系统迁移到云计算上。
今年初我们和12306的技术团队开始讨论如何将余票查询系统放到云上，十一黄金周做了测试效果不错，到春运12306决定将75%的余票查询业务放到云上。
同意@xLight 的说法，云计算不是万能的，12306的业务系统很复杂。目前我们能看到的是，在提升余票查询能力方面，云计算可以快速部署应用提供服务，通过分钟级的扩容操作，实现十倍、百倍的服务能力扩展。
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做这个项目一晃有小半年了，感触很多。大家知道双11对阿里技术团队是一个不小的挑战，我参加了4年，其中有两年过的尤为艰苦。当时技术团队经常被业务方指责，就像现在大家对待12306的态度一样。但客观说，双11大促推动了阿里的技术成熟，春运也推动了12306采用更多面向未来的技术。
最后引述一段12306工程师回顾系统刚上线时说的话：
12306是个互联网新人，又或者被称为“富二代“，它长得很丑，也很傻很瓜，身体还很弱…所以第一次露脸它就演砸了，那天全中国互联网大佬和网民都盯着它看，基本上全中国的网友都涌入它的家。那天它宕机了，同样是那天骂声如潮……其实我们知道，他们骂的不是12306，他们骂的是这个时代。
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回答几个问题：
l 为什么是余票查询？
1. 访问量巨大，占12306整个网站流量的90%以上，业务高峰期并发请求密集，性能要求是整个业务系统中最为重要的一环；
2. 与其他业务在逻辑上相对独立，使用云计算的话不需要对整个网站的业务架构做改造。
l实施过程可否透露？（隐去部分敏感信息，请理解）：
1. 把余票查询模块和12306现有系统做分离，具备独立部署的能力；
2. 在云上独立部署一套余票查询系统。这样子12306和云上都有了一套余票查询系统，，调度更为灵活；
3. 一些安全措施,吧啦吧啦吧啦……
根据运行情况，云上的余票查询与12306原来的余票查询可以互相补位，根据实时的负载情况，来调配不同的访问比例，充分利用云的弹性。
l 云计算跟“堆硬件”有什么区别？
这里主要是"春运 vs 平时"、"业务量 vs 成本"的问题：
1． 传统IT方案，为应对春运的业务压力，需要按照峰值采购大量硬件设备，从规划、建设到投产、服务整个供应链条长成本高，capex和opex上的投入都比较大，很难精确把控，而春运后大量设备会处于空闲状态，利用率低，造成巨大的浪费。
2． 还有至关重要一点是，假如按照传统方案，在实际业务峰值超出了初始评估量时，服务将面临无法完全承载而瘫痪，因为为大规模服务器的采购、交付、部署到应用上线所耗费时间以月计，根本无法在业务量激增时"即插即用"。
3． 云本身就比自己买硬件要便宜，另外所有资源都是“按量计费”，从十一黄金周到春运的过程里，12306在云上做了两次大型扩容，每次扩容的资源交付都是在分钟级就完成。业务高峰结束后，可以释放掉不必要的资源，回收成本。
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