一、需求分析与系统设计
1. 业务场景梳理
- 订单履约:根据用户收货地址匹配最近仓库,计算配送时效。
- 库存管理:实时同步各仓库库存,避免超卖。
- 动态调拨:基于销售预测和库存水位自动触发仓库间调拨。
- 供应链协同:与供应商系统对接,实现自动补货。
2. 数据模型设计
- 仓库主数据:仓库ID、名称、地址、经纬度、服务范围(GIS数据)、容量、运营时间。
- 库存数据:SKU编码、库存量、锁定量、在途量、安全库存阈值。
- 订单数据:订单ID、用户地址、商品列表、期望送达时间。
- 调拨单数据:调出仓库、调入仓库、SKU列表、数量、预计到达时间。
二、技术架构实现
1. 数据接入层
- API网关:统一接收区域仓库系统的HTTP/gRPC请求,实现鉴权、限流、熔断。
- 消息队列:使用Kafka/RocketMQ接收仓库库存变更事件(如入库、出库、调拨),实现异步解耦。
- 文件传输:对于批量数据(如每日库存快照),通过SFTP/OSS定时同步CSV/JSON文件。
2. 数据处理层
- 实时计算:
- Flink流处理:监听Kafka消息,实时更新Redis中的库存缓存,处理调拨单状态变更。
- 规则引擎:基于Drools实现动态路由规则(如疫情封控时切换备用仓库)。
- 批处理计算:
- Spark作业:每日凌晨同步仓库基础数据(如新增仓库、服务范围调整)。
- 数据校验:对比T+1日库存快照与流处理结果,修复异常数据。
3. 数据存储层
- 关系型数据库:MySQL分库分表存储订单、调拨单等事务型数据。
- 时序数据库:InfluxDB记录仓库温湿度、设备运行状态等IoT数据。
- 图数据库:Neo4j存储仓库-商品-供应商关联关系,支持复杂查询。
- 缓存层:Redis集群存储热点库存数据,TTL设置为5分钟。
4. 服务层
- 仓库服务:提供RESTful API查询仓库列表、服务范围、实时库存。
- 调度服务:基于OR-Tools实现路径优化,结合仓库负载和骑手位置分配订单。
- 监控服务:Prometheus+Grafana监控仓库设备状态、库存周转率等指标。
三、核心功能实现
1. 动态库存同步
- 双写机制:仓库系统修改库存时,同时写入本地数据库和发送Kafka消息。
- 最终一致性:通过补偿任务(如定时扫描差异)确保美团系统库存与仓库实际库存一致。
- 库存预扣:用户下单时预扣库存,超时未支付则回滚(Redis原子操作+Lua脚本)。
2. 智能仓库匹配
- GIS空间计算:使用PostGIS计算用户地址与仓库的直线距离/驾车距离。
- 多目标优化:结合库存充足率、配送成本、仓库负载等因素,通过线性规划模型选择最优仓库。
- 降级策略:主仓库缺货时自动切换至备用仓库,并推送替代商品建议。
3. 自动化调拨
- 需求预测:基于Prophet算法预测各仓库未来3日SKU需求量。
- 调拨决策:当某仓库库存低于安全水位时,自动生成调拨单并推送至WMS系统。
- 执行跟踪:通过IoT设备实时监控调拨车辆位置,异常时触发告警。
四、关键挑战与解决方案
1. 数据延迟问题
- 解决方案:仓库系统本地缓存库存变更,每30秒批量推送至美团;对延迟敏感场景(如下单)采用本地预扣+异步校验。
2. 多系统对接
- 标准化协议:定义统一的JSON Schema(如使用OpenAPI规范),减少字段映射错误。
- 沙箱环境:为每个仓库系统提供测试环境,模拟各种异常场景。
3. 高峰期压力
- 水平扩展:仓库服务无状态化,通过Kubernetes动态扩容。
- 读写分离:查询请求路由至只读副本,写请求采用分片策略。
五、测试与上线
1. 灰度发布:先接入10%的仓库进行A/B测试,对比关键指标(如缺货率、配送时效)。
2. 混沌工程:模拟仓库系统宕机、网络延迟等故障,验证系统容错能力。
3. 监控告警:设置阈值(如库存同步延迟>5分钟、调拨单处理失败率>1%),通过企业微信/钉钉推送告警。
六、示例代码片段(库存预扣)
```java
// Redis预扣库存(Lua脚本保证原子性)
String luaScript = "local stock = tonumber(redis.call(GET, KEYS[1])) " +
"if stock >= tonumber(ARGV[1]) then " +
" redis.call(DECRBY, KEYS[1], ARGV[1]) " +
" return 1 " +
"else " +
" return 0 " +
"end";
Boolean success = redisTemplate.execute(
new DefaultRedisScript<>(luaScript, Boolean.class),
Collections.singletonList("warehouse:stock:" + skuId),
String.valueOf(quantity)
);
if (Boolean.TRUE.equals(success)) {
// 预扣成功,创建订单
} else {
// 库存不足,提示用户
}
```
通过上述方案,美团买菜系统可实现与区域仓库的高效协同,提升订单履约率和用户体验。实际开发中需根据具体业务场景调整技术选型和算法模型。