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針對上述問題及原因，研發(fā)者將架構(gòu)優(yōu)化及重構(gòu)思路重點(diǎn)放在提升車票查詢和交易處理的響應(yīng)速度，提升后臺系統(tǒng)的擴(kuò)展性，改變網(wǎng)上排隊(duì)方式，減輕高峰時段集中放票造成的帶寬壓力。同時盡可能分離核心業(yè)務(wù)，減少業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)，具體內(nèi)容包括：

首先，必須大幅提升并發(fā)查詢能力，12306使用內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，將車票查詢的響應(yīng)速度由不足1000次/秒提升至超過20000次/秒，響應(yīng)時間由原來的1s縮減至10ms，使用戶可以快速獲取到車次及余票情況。

其次，要讓用戶在高峰期“排隊(duì)下單不擁堵”，為此12306構(gòu)建了交易處理排隊(duì)系統(tǒng)，隊(duì)列的下單請求接收能力超過10萬筆/秒，用戶可以在售票高峰期迅速完成下單操作，等候系統(tǒng)依次處理，等候過程中可以查詢排隊(duì)狀態(tài)（等候處理的時間）。排隊(duì)系統(tǒng)中也采用了內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫。

第三，對訂單/電子客票進(jìn)行分節(jié)點(diǎn)分庫分表改造，將原有的1個節(jié)點(diǎn)、1個庫、1張表拆分為3個節(jié)點(diǎn)、30個庫、30張表，線上相關(guān)操作被分散到各個節(jié)點(diǎn)和庫表中，這樣，用戶在網(wǎng)站上的訂票請求可以得到更快的響應(yīng)和處理。

最后，對訂票、取票操作進(jìn)行了業(yè)務(wù)分離，由不同的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)（售票節(jié)點(diǎn)和取票節(jié)點(diǎn)）承載網(wǎng)上售票和線下取票業(yè)務(wù)；對訂單/電子客票生成和查詢進(jìn)行了讀寫分離，使用內(nèi)存計(jì)算數(shù)據(jù)庫集中存儲訂單/電子客票，訂單查詢的響應(yīng)速度由200次/秒左右提升至5000次/秒以上，大幅提升了訂單/電子客票的查詢效率。

優(yōu)化架構(gòu)后的系統(tǒng)在上線前壓力的測試中，極限交易能力為300張/秒，可以滿足日售票量500萬的業(yè)務(wù)需求。2013年春運(yùn)，優(yōu)化架構(gòu)后的12306網(wǎng)站最高日售票量達(dá)到364萬，占全路售票量的40%，售票量為2012年春運(yùn)最高峰（119萬）的3倍多。

2013年2月14日，家長帶著孩子在安徽省淮北火車站候車返程。IC Photo

然而，對于12306平臺的需求依然在急速增長，原有的改良很快到達(dá)極限。2013年十一黃金周，12306互聯(lián)網(wǎng)售票量達(dá)到了460萬，再次接近系統(tǒng)處理的上限，且由于3G網(wǎng)絡(luò)的限制（4G網(wǎng)元年但未普及）和網(wǎng)民數(shù)量的迅速增長導(dǎo)致高峰期外網(wǎng)入口帶寬緊張，已不能滿足互聯(lián)網(wǎng)售票量進(jìn)一步提升的需要。此外，作為鐵路售票的主要渠道，互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)單中心運(yùn)行模式已不能滿足業(yè)務(wù)安全性和可靠性的需求。

為此，自2013年底起啟動了12306網(wǎng)站的第2輪架構(gòu)優(yōu)化：

將用戶登錄及常用聯(lián)系人查詢等業(yè)務(wù)遷移至內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中，提高了相關(guān)業(yè)務(wù)的處理性能和可靠性。

構(gòu)建了鐵科院第2生產(chǎn)中心，與既有的中國國家鐵路集團(tuán)有限公司第1生產(chǎn)中心間實(shí)現(xiàn)“雙活”，提升網(wǎng)站的安全性和可靠性，并將訂單/電子客票集群的處理能力提高1倍。訂單/電子客票集群擴(kuò)充至10組節(jié)點(diǎn)、100個庫、100張表。

在公有云上部署車票查詢服務(wù)，通過策略配置可隨時將車票查詢流量分流至公用云，以緩解在售票高峰期網(wǎng)站的處理資源和帶寬壓力。

上線前的壓力測試驗(yàn)證了系統(tǒng)可以滿足1000萬張/天的設(shè)計(jì)售票能力，在2015年春運(yùn)高峰時段，實(shí)際售票速度超過了1000張/秒（約合360萬張/時）。公有云在2015年春運(yùn)期間最高分流了75%的查詢請求，網(wǎng)站對外車票查詢服務(wù)能力增加了3倍。12306網(wǎng)站在2015年春運(yùn)高峰日處理了超過180億次車票查詢服務(wù)，平均響應(yīng)速度超過30萬次/秒。

隨著12306對于春運(yùn)“極限壓力”的承載能力超級加倍，一度讓設(shè)計(jì)和運(yùn)營團(tuán)隊(duì)頭疼不已的“搶票外掛”已然成為了最大的不穩(wěn)定因素。12306團(tuán)隊(duì)雖然一再抗議購票使用搶票軟件，但是網(wǎng)絡(luò)上依靠自動頻繁刷新車票信息、進(jìn)行自動填報(bào)搶票的小軟件依舊層出不窮。這類軟件通過快速刷新票務(wù)信息，提高搶票成功率，旨在幫助用戶在第一時間搶到車票。雖然滿足了市場需求，但同時嚴(yán)重干擾了手動購票的大眾，影響了購票的公平性；且為了提高成功率，用戶往往需要提前在系統(tǒng)輸入乘車人的個人信息，在“搶票”的焦慮中，親手將個人信息泄露了出去。?

在這樣的背景下12306團(tuán)隊(duì)也必須做出有針對性的改變——除了持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)的高峰處理能力外，還引入了實(shí)名制、復(fù)雜驗(yàn)證碼、手機(jī)驗(yàn)證碼等功能，但依舊無法遏制搶票軟件的猖獗，導(dǎo)致在春運(yùn)、十一黃金周期間依舊出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不暢的購票現(xiàn)象。

直到2019年春運(yùn)期間，12306試點(diǎn)候補(bǔ)購票服務(wù)功能。這一功能是將手動操作的用戶訂單與搶票軟件的用戶訂單放到同一個“獎池”里，大家進(jìn)行公平競爭，系統(tǒng)隨機(jī)挑選“中獎?wù)摺蓖瓿山酉氯サ馁徠绷鞒蹋@樣一來，即使刷屏再快的搶票軟件也再無優(yōu)勢可言，這才使得搶票軟件的風(fēng)頭被逐漸遏制。

正所謂“魔高一尺道高一丈”，候補(bǔ)票模式是12306針對搶票軟件的一記重拳，但在利益的驅(qū)動下，搶票軟件必定會繼續(xù)針對這一模式再次進(jìn)行不公平的競爭，例如提高搶票軟件訂單在候補(bǔ)票獎池中的“中獎概率”等。相信我們12306團(tuán)隊(duì)能夠克服困難，維護(hù)好全球訪問量最大、交易量最大的票務(wù)系統(tǒng)，雙方的“斗智斗勇”依然伴隨著中國不斷發(fā)展的鐵路網(wǎng)絡(luò)和居民出行的需求不斷進(jìn)化著。

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