作為世界上公認(rèn)規(guī)模最大、特定時(shí)段最繁忙的實(shí)時(shí)交易系統(tǒng)之一，能在絕大部分時(shí)間保證平穩(wěn)運(yùn)行，12306 已經(jīng)相當(dāng)不容易了。

　　臨近春節(jié)，12306 崩潰一次，就有人心碎一次。

　　12 月 23 日上午，有不少網(wǎng)友爆料稱 12306 出現(xiàn)了車次加載失敗、購(gòu)買不了票或卡在候補(bǔ)訂單支付界面的情況，疑似因搶票人數(shù)過多，導(dǎo)致服務(wù)器崩潰。12306 客服后來回應(yīng)，原因可能是操作旅客過多，系統(tǒng)繁忙造成的，可嘗試重新卸載安裝客戶端或切換網(wǎng)絡(luò)。至于春運(yùn)期間是否將加強(qiáng)技術(shù)保障，客服稱需要反饋給相關(guān)技術(shù)部門才能得知。

　　似乎每年在春運(yùn)的節(jié)骨眼上，12306 總要掉幾回鏈子。已經(jīng)有人學(xué)會(huì)了苦中作樂，有網(wǎng)友想到興許能報(bào)個(gè)旅行社回家：

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　　有人出主意不然就直接買輛車吧，路上還能拉個(gè)順風(fēng)車賺錢：

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　　很多人雖然總喊著過年太煩太累，但家畢竟還是要回。按照 2020 年春運(yùn)火車票網(wǎng)絡(luò)訂票提前 30 天發(fā)售的規(guī)定，12 月 23 日已經(jīng)可以購(gòu)買 2020 年 1 月 21 日的車票，正是搶票高峰期。在離春節(jié)假期只剩整一個(gè)月的當(dāng)口，絕大多數(shù)歸心似箭的人還是被這波宕機(jī)搞得非常著急。

　　12306 每次宕機(jī)都伴隨著一片罵聲，這次也不例外。大家不明白為什么這么久過去了，12306 還是如此讓人糟心。這個(gè)問題并不簡(jiǎn)單，它涉及到我國(guó)復(fù)雜的國(guó)情和背后的種種技術(shù)，不是一句話就能說清，我們亦無法輕易給 12306 定性。

　　但有一點(diǎn)可以肯定，作為世界上公認(rèn)規(guī)模最大、特定時(shí)段最繁忙的實(shí)時(shí)交易系統(tǒng)之一，能在絕大部分時(shí)間保證平穩(wěn)運(yùn)行，12306 已經(jīng)相當(dāng)不容易了。

　　為什么會(huì)搶不到票？

　　在解釋這次 12306 為什么會(huì)崩潰前，我們有必要先了解一些它的基本規(guī)則。

　　一直以來，中國(guó)鐵路都存在一種被叫做“區(qū)間限售”的售票模式。它某種程度是對(duì)硬紙板票售票模式的延續(xù)，在硬紙板票時(shí)代，每輛車在每個(gè)車站、每個(gè)區(qū)間發(fā)售的車票都需要提前印刷好，因此售票部門會(huì)事先給每趟車不同區(qū)間的車票數(shù)量制定指標(biāo)。

　　在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，這種指標(biāo)分配仍然存在，于是漸漸有了區(qū)間限售的說法。這種售票模式遵循的原則，12306 官方的對(duì)外解釋是“棄短護(hù)長(zhǎng)”。

　　舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子（僅作舉例不代表真實(shí)情況），針對(duì)從北京始發(fā)經(jīng)由濟(jì)南、南京，最終到達(dá)上海的 G1 次高速列車，在一開始售票的時(shí)侯，大概率不會(huì)發(fā)售從濟(jì)南到南京段的車票，或者會(huì)在開始時(shí)限制這一區(qū)間銷售的車票數(shù)量（不放出全部車票），為的是保證北京到南京、上海的長(zhǎng)途旅客的出行需求。

　　因?yàn)橐坏┠阆荣I了濟(jì)南到南京的車票，意味著你不僅占用了從北京到南京的一個(gè)席位，還占用了一個(gè)從北京到上海的。不論是就方便長(zhǎng)途旅客（沒人愿意從北京到上海三段區(qū)間換三次座位），還是減輕鐵路系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)，區(qū)間限售都是目前最合適的解決方案。

　　這也在一定程度上解釋了火車票為什么難搶，一邊是巨大的人口基數(shù)，一邊是區(qū)間限售的措施，都讓車票在剛一放票就被秒光。雖然在臨近開車的一段時(shí)間內(nèi)，為了調(diào)控需求、提高列車?yán)寐剩瑫?huì)解除限售放出一些沒有賣出的余票，但在春運(yùn)這樣交通資源極其緊張的時(shí)候，人們一天買不著票就要多操心一天，傷時(shí)傷財(cái)傷感情。

　　越是需要拼手速，第三方搶票軟件就越有利可圖。越來越多人選擇放棄使用 12306 官網(wǎng)及 App 手動(dòng)訂票，轉(zhuǎn)而把搶票任務(wù)托付給攜程、智行等等的第三方軟件和機(jī)器。

　　人工刷新永遠(yuǎn)快不過機(jī)器，第三方搶票軟件給 12306 帶來的是巨大且更頻繁的數(shù)據(jù)量。一名曾在第三方軟件的火車票部門工作過的知乎匿名用戶如此回憶，“就我們每天往她（12306）塞的流量，基本上小電商網(wǎng)站都要崩潰，而且我們更早地提出過站補(bǔ)票，買短程票延長(zhǎng)，提供機(jī)票加火車加汽車一系列的解決方案，查詢量非常大。”

　　12306 為什么會(huì)崩潰？

　　第三方搶票軟件給 12306 帶來的壓力，基本都在余票查詢環(huán)節(jié)，這也是 12306 的崩潰之處。

　　查詢環(huán)節(jié)就涉及到 12306 庫(kù)存機(jī)制的復(fù)雜性。事實(shí)上早在 2014 年，一位 ID 名為“代碼狗”的前淘寶工程師就在著名論壇“西西河”上發(fā)文表達(dá)過他對(duì) 12306 的看法。他曾認(rèn)為 12306 的系統(tǒng)很容易搭建，于是發(fā)起了一個(gè)名為“替 12306 設(shè)計(jì)系統(tǒng)”的開源項(xiàng)目，然而工作中的實(shí)踐徹底改變了他對(duì) 12306 的認(rèn)識(shí)。

　　12306 系統(tǒng)的復(fù)雜之處就在于，它的 SKU（即 Stock keeping Unit，庫(kù)存保有單位）并不像一般電商那樣，可以通過區(qū)別貨品有和沒有來簡(jiǎn)單計(jì)算，而是需要結(jié)合每條線路的不同區(qū)間來做復(fù)雜運(yùn)算，并且，12306 的 SKU 還是時(shí)刻動(dòng)態(tài)變化著的。

　　這里引用“代碼狗”舉的一個(gè)從北京西到深圳北的 G71 次高速列車的例子（僅討論理論世界的模型）。這趟列車共有 17 個(gè)站，3 種座位，表面上看這是 3 種商品（商務(wù)座、一等座和二等座），但實(shí)際上，G71 的商品種類多達(dá) 408 種（注意：這里指的是商品種類，而非具體的商品數(shù)量）。

　　計(jì)算方法是，如果賣北京西始發(fā)的車票，共有 16 種賣法，因?yàn)楹竺嬗?16 個(gè)站，分別是北京西到保定、石家莊、鄭州、武漢、長(zhǎng)沙、廣州、虎門……每個(gè)區(qū)間都可以看作是一種獨(dú)立的商品。同理，如果是從石家莊站始發(fā)，共有 15 種賣法，以此類推。所以單按車站區(qū)間來計(jì)算，G71 的商品種類為：16+15+14+…+2+1=136 種。再考慮進(jìn) 3 種座位類型，商品種類就成了：136*3=408 種。

　　我們?cè)賮砜?G71 是怎么減庫(kù)存的。假如旅客A買了一張區(qū)間為北京西到保定東（即順序數(shù)北京西的下一站）的車票，那么 G71 的 SKU 就要減去 16 個(gè)，包括北京西到余下 16 個(gè)車站每個(gè)區(qū)間都要減1（注意：這里指的就是商品數(shù)量了，可以暫時(shí)不需考慮座位類型）。

　　同樣，假如旅客B買了一張區(qū)間為北京西到深圳北（即終點(diǎn)站）的車票，G71 的 SKU 就要減去 136 個(gè)，包括北京西到余下 16 個(gè)車站每個(gè)區(qū)間減1，保定東到余下 15 個(gè)車站每個(gè)區(qū)間減1，石家莊到余下 14 個(gè)車站每個(gè)區(qū)間減1……所以減去的庫(kù)存為：16+15+14+…+2+1=136 個(gè)。

　　G71 的商品種類本來已經(jīng)夠多了，庫(kù)存減起來更是繁瑣。可見，12306 的動(dòng)態(tài)庫(kù)存比我們平時(shí)買東西的任何網(wǎng)站的庫(kù)存機(jī)制要復(fù)雜太多太多，等于旅客每買一張車票，12306 就需要更新相應(yīng)線路的所有車票數(shù)據(jù)。

　　有業(yè)內(nèi)人士稱，余票查詢系統(tǒng)訪問量巨大，占 12306 整個(gè)網(wǎng)站流量的 90% 以上，業(yè)務(wù)高峰期并發(fā)請(qǐng)求密集，性能要求是整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中最為重要的一環(huán)。

　　當(dāng)?shù)谌綋屍避浖由先斯げ樵冇咳氲臄?shù)據(jù)量超出 12306 的計(jì)算能力時(shí)，崩潰就發(fā)生了。

　　不是 12306 不努力

　　對(duì)于 12306 來說，應(yīng)對(duì)的方法無非兩種，一種是打擊第三方搶票軟件，一種是升級(jí)服務(wù)器。實(shí)際上，這些 12306 也早就想到了。為了打擊搶票軟件，12306 嘗試過的辦法就包括了最早的字母數(shù)字組合驗(yàn)證碼，后來槽點(diǎn)頗多的圖形驗(yàn)證碼，規(guī)定半年內(nèi)不得刪除常用聯(lián)系人，每個(gè)注冊(cè)的賬戶必須經(jīng)過實(shí)名驗(yàn)證，以及推出“官方的搶票功能”候補(bǔ)購(gòu)票等。

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當(dāng)年 12306 的圖形驗(yàn)證碼被玩壞了

　　經(jīng)過如何、道理怎樣不再贅述，但結(jié)果是，種種復(fù)雜的限制最后總能被第三方軟件想方設(shè)法破解，這不現(xiàn)在一些搶票軟件已經(jīng)能幫你實(shí)現(xiàn)“官方候補(bǔ)”（別問我怎么知道的），而 12306 的候補(bǔ)功能今年 5 月才剛正式上線。

　　服務(wù)器方面，12306 針對(duì)余票查詢系統(tǒng)有過的兩次較大升級(jí)。

　　一次是在上線后的一年內(nèi)選擇與美國(guó)科技公司 Pivotal（中譯“畢威拓”）合作，引入后者的 GemFire 分布式內(nèi)存計(jì)算平臺(tái)技術(shù)率先對(duì) 12306 的余票查詢系統(tǒng)進(jìn)行改造。“分布式數(shù)據(jù)處理”和“集中式數(shù)據(jù)處理”概念相對(duì)，在解決 12306 的票務(wù)問題上分布式計(jì)算更有優(yōu)勢(shì)（不懂兩者區(qū)別的朋友請(qǐng)自行搜索）。這次技術(shù)改造效果明顯，讓 12306 暫時(shí)舒了一口氣。

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12306 引入 Pivotal GemFire 改造后的成效

　　另一次則是和阿里云的合作。據(jù)一名自稱是阿里云程序員、參與了 2015 年 12306 春運(yùn)項(xiàng)目工作的知乎匿名用戶稱，在 2014 年初雙方團(tuán)隊(duì)就已開始討論如何將余票查詢系統(tǒng)放到云上，并在 2015 年春運(yùn)期間將 12306 75% 的余票查詢業(yè)務(wù)放到云上。

　　云計(jì)算相較于 GemFire 這樣基于內(nèi)存的分布式集群系統(tǒng)功能更進(jìn)一步，在提升余票查詢能力方面，云計(jì)算可以快速部署應(yīng)用提供服務(wù)，通過分鐘級(jí)的擴(kuò)容操作，實(shí)現(xiàn)十倍、百倍的服務(wù)能力擴(kuò)展。

　　了解了這些，我們恐怕真的不能指責(zé) 12306 不努力。尤其是考慮到每年只增不減、屢創(chuàng)新高的春運(yùn)鐵路出行人次，12306 幾乎年年都要面臨大考。

　　把近五年的鐵路春運(yùn)數(shù)據(jù)放在一起比就很明顯了，2015-2019 年春運(yùn)鐵路總計(jì)發(fā)送旅客人次分別是：2.95 億、3.26 億、3.57 億、3.8 億和 4.1 億。據(jù) 12 月 25 日國(guó)家發(fā)展改革委、交通運(yùn)輸部、公安部、國(guó)鐵集團(tuán)等八部門聯(lián)合召開的電視電話會(huì)議預(yù)測(cè)，2020 年全國(guó)春運(yùn)鐵路發(fā)送旅客將高達(dá) 4.4 億人次。

　　你可能會(huì)問，既然如此，12306 為什么不多買一點(diǎn)服務(wù)器呢？有人舉了這樣一個(gè)例子:

　　“十一黃金周的時(shí)候，北京主城區(qū)到八達(dá)嶺長(zhǎng)城的路堵得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，但不能因?yàn)辄S金周出行高峰，就把這段路修成長(zhǎng)安街那樣 10 車道的公路。花大價(jià)錢修了一段路，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？逼著 12306 買一大堆服務(wù)器對(duì)付春運(yùn)，和逼北京修一條 10 車道的高速公路去八達(dá)嶺長(zhǎng)城一個(gè)道理。”

　　再者，即便是買了更多服務(wù)器，當(dāng)前中國(guó)的鐵路運(yùn)力擺在那，依然會(huì)有人搶不到票。