12306 一度成为技术圈的评论热点，期间被鄙视过， 也被理解过。在我 2.5 年的技术生涯中， 至少 读到过 8 篇关于 12306 的文章，当然，最早的文章是骂 12306 的。今年的春节也不出意外读到了关于 12306 的文章，当然是对 12306 的理解与包容，甚至是赞美。前面两个春节读到 12306 的文章并没有 引发我的思考，而这个春节，可能由于我将近 1 个月未上班的原因，我倒是认真思考起 12306 的业务 模型，进而在头脑中有了这个初步设计。
本文的目的不是对 12306 作评价，而是基于本人对 12306 业务的理解，自己重新实现一套 12306 的系统设计。 本人对自己的这个设计方案比较满意，认为该方案可以很好的解决 12306 的性能瓶颈。
免喷声明
由于本人不是 12306 的工作人员，对铁道部的运行方案不是很了解，难免有些分析不当的地方，请专业人士批判指出，请圈外人士勿喷。
本人对自己的文字表达能力相当有怀疑， 如有疑问， 欢迎交流。
业务的抽象与提取
数据结构，算法的设计
数据库设计
设计容易犯的错误
我们容易忽略 1 步骤，交换 2，3 步骤， 也是设计思路是变成了：
数据库设计
算法设计（数据结构被数据库决定了）
以后详细描述， 现在简单提取
Nothing but Motto： 交流的时候统一语言，计算的时候统一量纲。
业务流程
用户输入起点站，终点站，选择日期
根据输入找到相应的班次
查询每个班次的剩余票数
用户点击购买，填写乘客人信息
根据起点站，终点站和日期分配票
准备出票：
提取
系统的核心功能是查票，购票。票作为我们的商品， 我们需要根据具体情况来定义票的概念，合理化票的量纲。
火车票的最小单位是：1（座位）* 1（个站区间）， 我们约定这个最小单位是ticket。后续提到票都是指用户购买的票（n 个ticket构造而成）。
对于有座位的票，要统一票 id（反正我坐火车从来没有中途被要求换个位置）。对于这一点， 解决还是比较方便的， 对于同一座位， 放入一个票池子， 同时限制一张车票，只能从同一个池子里面去。
对于无座位的票， 统一放入一个票池子，或者分车厢放入几个票池子。
站票的最小单位是：1（个站区间），由于站票的无固定位置特性，站票的最小单位和座位票有区别，因此站票的数据应该跟着列车的站点走。
抽象
根据上述定义，我们可以构造一张tickets表，座位号为行，站区间为列。假设列车经过 ABCDEFG 7 个站点，上面有 5 个座位号，那么tickets表为（先忽略站票）：
实例
火车经过 ABCDEFG 7 个站点， 小王买了一张 B 到 D 的票。
-
小王买了几张ticket？
答：2 张，分别为BC和CD区间的ticket。
-
假设小王买的票是 2 号座位， 请标记相关ticket。
答： 如下图：
-
下图出票方式是否合理？
答： 不合理，其中红色的票使得tickets池碎片化。 后续只能出 2 张全程票（AG)。 如果红色的票分配到 1 号座位，后续还可以出 3 张全程票，可使收益最大化，12306 也是要赚钱的了。
那这样是不是会使得位置特别不均匀呢？确实是的，坐过火车的人会注意到这点的。不过这 并不是什么问题，大家总是会自动向座位空空的地方移。但实际上，这根本不是问题， 这图上的位置不过是逻辑位置而已，把它跟实际物理位置做个映射就行。 学过计算机的人都知道内存有逻辑地址和物理地址的概念，他们有个映射关系。
综上所述：出票分配位置时应该从上向下遍历，找到第一个可用的。
这里不讨论我对有关设计的演进了，直接指出最终设计。
tickets 数据结构
我们观察上述图片的时候，有没有想过 白色区域代表 1， 着色区域代表 0, 就可以得到一个内存图。每个座位对应的行用一个int64就可以代替了（我们假设列车最多经过 65 个站点，这个假设应该是合理的，假设不正确也没关系， 不影响我们的算法）。
查询
假设小王要查询 BD 的票，占据第 2 和第 3 个区间。 我们只需要构建位置值 (后续称ticket_value) 6， 分别和每一个位置的值做位与运算，如果结果为 6， 说明位置可用， 遍历一遍， 就可以得到剩余位置数。
购买
假设小王要购买 BD 的票，从可分配的位置里面选取第一个减去
数据库系统设计
-
trains
id
code
type
-
sites
id
name
-
site_train_xRef
site_id
train_id
site_nth
n_sro
site_nth 为 0 代表始发站。
n_sro 为站票剩余数目，跟着列车的站点走。
tickets
id
pos_id
n_remain
|
|
|
1 |
1A |
int_max |
1 |
3F |
int_max |
查票步骤
根据site_train_xRef找到符合要求的的列车班次。
分别各列车计算出票值ticket_value。
分别在找出的班次中检索余票, 判断该座位可用：(n_remain
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