身为码农，为12306说两句公道话

　　我曾在淘宝写过一段时间代码，2012 年在一家百强民企做电商副总，当时在极为艰苦的条件下带队开发了一个 B2C 网站，走支付宝和银联支付通道，年营业额千万级（当然实在太少了，我只是说这个网站投入了实际的运营）。

　　也就在那个时候，我对 12306 嗤之以鼻，觉得他们做得太烂了，认为自己能带队花几百万半年时间做个好的出来。于是我狂妄地想做一个开源的订票系统给他们。我花了一个星期时间思考建立数 据模型，思考到库存这一步的时候，我才发现，12306 的库存复杂性比淘宝、京东高很多倍，运算量也大很多倍。传统的分布式数据库、缓存、负载均衡技术并不能恰好满足 12306 的需求。

　　在平时，12306 也就是个正常的电商网站。但一到黄金周，12306 就是一个全站所有商品都秒杀，所有 SKU 都是动态库存的变态。

　　即使不考虑线下既有的电话、代售点等渠道，要实现一个 12306，最少最少也是千万级别的硬件投入（这是当时的估算，没有精算，可能与实际相差较大，总之，我说得不一定对，12306 的业务也许没我说的那么复杂，但也绝不是某些人喷的那么简单），软件和人力另算。那些叫嚣只要 40 台服务器、只要 2 个架构师 4 个程序员、大谈分库分表和前端 CDN 的人们，只是纸上谈兵罢了。所谓初生牛犊不怕虎，做了三年 CMS 和 BBS，就以这个经验来喷 12306，未免太天真了。

　　媒体人喷 12306，是他们不懂技术，没有能力和耐心来分析背后的难度。技术人员喷，则是因为大部分的技术人员在短时间思考时，容易陷入过于乐观的误区，经典的例 子就是估算工作量，程序员们往往容易估算出一个超短的工期，把写程序的工作乐观地想象成了打字员照稿敲键盘的工作。

　　知乎那篇文章，我觉得不是洗地。排名第一和第二的答案都说得很客观。淘宝技术是比 12306 强大很多倍，淘宝现在的系统也是花了 10 倍于 12306 的钱、时间和人才做起来的。根本原因还是铁路运力不能满足春运需求，淘宝也解决不了这个问题。

　　12306 这一年来进步非常大。从前段动画验证码、分时段抢票，到后端去小型机、虚拟化、内存数据库的运用。可以说，12306 是中国政府机关做的最强大的网站（电商系统），能在短短一两年内做出这样的改变，几乎是个奇迹，就连一些市场化的民企都望尘莫及，甚至一些上市公司都比不 上它！（比如 51job 和 ctrip）。

　　事非经过不知难，在网上批判 12306 的人，大部分还是形成了【国企 = 垄断 + 腐败 + 低效 】的思维定势。小部分是真的轻视了它的难度。

　　至于 12306 一期工程 3 个亿（含硬件）贵不贵我不评价，我只提供一个数字供参考，百度一年的研发费用（不含硬件）是 10 亿，这个数字来自百度财报。网上能查到。3 亿看起来好大一个数字，真用到超大型的电商系统、搜索引擎系统里面，其实也不算什么天文数字了。

　　再解释一下，为什么秒杀压力大，以及为什么 12306 的动态库存很复杂。

　　先说秒杀。

　　2013 年 12 月 25 日前后，天猫搞了一个圣诞季积分兑换活动，持续几天。25 号上午 10 点 12 分，放出了 15000 个天猫魔盒（淘宝集市有人卖，大概 190-230 块），从成交记录上看，是 19 秒内全部抢完。

　　实际上，我也参加秒杀了，那天的题目特别简单（请输入 xxx 汉字的拼音首字母），我应该是 5 秒内答题完成并提交订单，结果告诉我排队的人太多，挤不进去，并提示 14 秒以后重试。人太多就是因为题目太简单了，门槛越低，5 秒内挤进去的人也越多嘛，如果题目换成【2 克浓度为3% 的 U235 在大亚湾核电站能发多少 KW 的电】，5 分钟之内也不会有 1 万 5 千人跟我竞争。

　　我想，14 秒以后哪还有我的事情呀，于是重新答题秒杀，结果出现了服务器错误的页面。反复刷新几次，就告诉秒杀结束了。

　　在群里问了一下同事，有不到 10 个人回答我，都说没秒到（也可能秒到的人闷声发大财，不回复我）。

　　淘宝是什么技术水平呢，淘宝有至少 4000 技术人员，至少 4 万台服务器（这都是两年前的公开数据了，按规定可以谈论），2013 年 11 月 11 日成交额 351 亿，2012 年全年成交额超过 1 万亿。

　　淘宝拥有各种自主研发团队：服务器、交换机（网上可以搜索到淘宝公开的绿色服务器开放标准）；操作系统（Linux Kernel taobao 版，yunos 手机操作系统是阿里云的，暂时不计入）、Web 服务器（Tengine）、Java 语言虚拟机（JVM taobao 版）、数据库（MySQL 内核 taobao 版，google 和 非死book 也有自己的版本，HBase 淘宝版、还有自己全部从头开发的 OceanBase）、负载均衡器（LVS，LVS 始创人就在淘宝，担任研究员）、Java 运行容器（Jboss，其创始人之一，王文彬，也在淘宝，担任副总裁）。

　　淘宝还有数不清的开源项目和中间件，如高性能 Java 通信中间件 HSF、分布式数据库中间件 TDDL、异步消息系统 notify 等等等等。

　　以淘宝这样的技术水平，也不能做到秒杀时让每个用户都没有拥挤感，为什么呢？

　　一是要尊重物理原理，一台服务器一秒钟能承受的计算量是有极限的，任你怎么优化，采用多高效的算法和编程语言，都突破不了某个极限，比方说汽车 发动机驱动的 F1 赛车至今也不能突破 400 公里的时速（超音速推进号那个 1 千多公里的时速不能算，那是飞机引擎驱动的）。再往深了说，就不容易懂了。感兴趣的可以从著名的 C10K 问题开始看起。

　　二是要考虑经济效益，十一黄金周的时候，北京主城区到八达岭长城的路堵得严严实实，但不能因为黄金周的高峰，就把这段路修成长安街那样 10 车道的高速公路。否则的话，花费天文数字（真的是天文数字，12306 那 3 个亿大概只够修1-3 公里）。修了一段路，黄金周是可以飙到 80 公里/小时了，可平时呢，拿来给两边的居民晒谷子？

　　淘宝目前的硬件和带宽数量，已经超出日常运营的需求了，就是留了相当大的余量给大促销（众所周知的是双十一，双十二，其实基本每个季度都有大促 销，每个月都有促销，甚至天天都在促销——聚划算）。amazon 当年就是为了应对黑色星期五的大促销购置了大量的服务器，平时订单量没那么大了，amazon 就把富余的服务器拿来搞云计算了。顺便说一下，阿里云是当今中国第一世界数一数二的云计算服务商，和 amazon 走的路也有点像。

　　再说动态库存。

　　淘宝秒杀天猫魔盒的时候，只有一个商品（行话叫做 SKU），它的库存是 15000 个。有一个人秒杀到了，库存就减1，19 秒卖完的，一秒要成功产生 789 个订单（下订单的请求可能是 8 万个，只是可能啊，非实际数字，也可能是 1 万个，用于说明一下壮观程度）。想象一下，你在广场上卖火车票，一秒钟有 8 万人举着钱对你喊：卖给我！

　　上过大学的人都知道，比秒小的时间单位还有毫秒、皮秒、飞秒。但交易系统登记一个交易可不像电子绕着原子核跑一圈那么简单，它要做这些事：检查 是否恶意访问、取到系统时间、取到顾客默认收货地址、核对顾客秒杀资格（当时的规定是天猫 T2.T3 达人）、生成订单号、把顾客 ID 系统时间订单号收货地址写入订单系统、扣除顾客天猫积分、商品库存减一、给顾客打标记（每人只能秒一个，下次不能秒了）等等，这每一件事都要花费毫秒级别 的时间，这些操作加起来的时间可能是接近 1 秒级别的，但由于淘宝的服务器比较强悍，而且采用了分布式和集群技术，结果比 1 秒理想一点。但即使有 1 万台服务器，也不能把这个时间稀释成万分之一秒，因为，商品只有一种，它有 15000 个库存，对应的数据库记录只有一行，所有的交易请求都要到这里来处理。

　　能不能把这 15000 个拆分成 5000 个商品并分配到 5000 台服务器上呢？那样不就可以 5000 台服务器同时处理了吗？答案是不能，首先，5000 个商品，意味着有 5000 个商品详情页，5000 个购买按钮，这对前期的营销、引流是个灾难。基本上就没法做引流入口了，显然这违背了商业管理原则，人为增加了信息混乱程度。其次，天猫魔盒秒杀也不是啥 大事，即使按官方标价 399 元来计算，也就 6 百万的交易。如果 6 百万的交易要花费那么大的配套成本，那就太不划算了。再次，淘宝有十几亿商品，这十几亿商品的展示交易和管理，本来就是分布到上万台服务器上去了。没有必 要再把每个商品按库存拆成多个商品了。

　　这 789 人抢到了，还不一定会付款（99 积分换天猫魔盒还好一点，不需要去网银，成本也极低，大部分是会付款的，3999 秒杀 iPhone 5S 就不一定，有人可能网银有问题，有人可能改变主意不想要了），所以就又带来订单取消重新恢复库存的问题。还有想要的消费者们，会认为还有机会，继续在前台 刷一会儿，最终这个秒杀会被热情的消费者们猛刷 30 秒到 1 分钟。

　　（超卖这一部分科普笔法写得有错误，鉴于 12306 目前全在内存数据库中读写，没有产生超卖问题，先把这个段落删去。感谢@吹西门的雪指正）

　　好了，讲了这半天淘宝，可以说 12306 了吧？

　　我以北京西到深圳北的 G71 次高铁为例（这里只考虑南下的方向，不考虑深圳北到北京西的，那是另外一个车次，叫 G72），它有 17 个站（北京西是 01 号站，深圳北是 17 号站），3 种座位（商务、一等、二等）。表面看起来，这不就是 3 个商品吗？G71 商务座、G71 一等座、G71 二等座。大部分轻易喷 12306 的技术人员（包括某些中等规模公司的专家、CTO）就是在这里栽第一个跟头的。

　　实际上，G71 有 136 * 3 = 408 种商品（408 个 SKU），怎么算来的？请看：

　　如果卖北京西始发的，有 16 种卖法（因为后面有 16 个站），北京西到：保定、石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳。。。。都是一个独立的商品，

　　同理，石家庄上车的，有 15 种下车的可能，以此类推，单以上下车的站来计算，有 136 种票：16+15+14....+2+1=136。每种票都有 3 种座位，一共是 408 个商品。

　　好了，再看出票时怎么减库存，由于商务、一等、二等三种座位数是独立的，库存操作也是一样的，下文我就不再提座位的差别的，只讨论出发与到达站。另外，下文说的是理论世界的模型，不是说 12306 的数据库就是这么设计的。

　　旅客A买了一张北京西（01 号站）到保定东（02 号站）的，那【北京西到保定东】这个商品的库存就要减一，同时，北京西到石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳等 15 个站台的商品库存也要减一，也就是说，出一张北京到保定东的票，实际上要减 16 个商品的库存！

　　这还不是最复杂的，如果旅客B买了一张北京西（01 号站）到深圳北（17 号站）的票，除了【北京西到深圳北】这个商品的库存要减一，北京西到保定东、石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门等 15 个站台的商品库存也要减1，保定东到石家庄、郑州、武汉、长沙、广州、虎门、深圳北等 15 个站台的商品库存要减1。。。总计要减库存的商品数是 16+15+14+。。。。+1=120 个。

　　当然，也不是每一张票都的库存都完全这样实时计算，可以根据往年的运营情况，在黄金周这样的高峰时段，预先对票做一些分配，比如北京到武汉的长 途多一点，保定到石家庄的短途少一点。我没有证据证实铁道部这样做了，但我相信，在还没有 12306 网站的时候，铁道部就有这种人工预分配的策略了。

　　想象一下，8 万人举着钱对你高喊：卖给我。你好不容易在钱堆里找到一只手，拿了他的钱，转身找 120 个同事，告诉他们减库存，而这 120 个同事也和你一样被 8 万人围着；也和你一样，每卖出一个商品要找几十个人减库存。。。这就是 12306 动态库存的变态之处。比你平时买东西的任何网站的库存机制都复杂几十上百倍。

　　再说一下抢票插件，机器永远比人快，当你好不容易从 8 万人里突出重围，来到了柜台前，你发现，我操，来了 10 万根绑着钱的竹竿，而且当有退票出来的时候，你要闯过 3 层人肉才能接近柜台，竹竿在 8 个人身后一伸，钱就到了柜台前。你低头看了一眼手机，票就没了，竹竿却永远在那里伸着，永不低头，永不眨眼。如果没有这 10 万根竹竿，虽然你很可能还是抢不到票，但不至于沮丧成这样：我 TM 为什么总是手最慢的一个？！！

　　防机器人抢票，也不是加个图片验证码那么简单。我写过文章系统性分析过，图片验证码有 6 种机器暴力破解的办法，抢票插件用的是我说的第三种，OCR 识别。Google 采用的 Wave 波形字母已经能比较好地防住机器 OCR 了，ems.com.cn 上的验证码就是反面教材，机器 OCR 成功率接近 100%，12306 的比 ems 的图片验证码强一点。不过，验证码设置得复杂一点吧，人们要喷：这只是便宜大学生和办公室白领，农民工连 26 个字母都认不齐，怎么搞？搞动画验证码吧，也有人喷，视力不好的人怎么办？最后验证码搞得太简单了，皆大欢喜了，其实最高兴的是开发抢票插件的公司。

　　就算采用了机器完全不可能识别的验证码，也防不住社会工程学的破解办法。招募一堆网吧打游戏的青少年朋友，每成功输入 50 个验证码给 1 块钱，或者等值的虚拟货币、游戏装备，我保证想赚这个钱的人数不胜数。这点钱对转卖车票的利润而言，是可以接受的成本。有没有什么技术可以防住社会工程学 的破解办法呢？能防住网吧青少年的验证码只有【2 克浓度为3% 的 U235 在大亚湾核电站能发多少 KW 的电】。

　　以上讨论只是把 12306 当成和淘宝一样没有历史包袱从零起步的交易系统，实际上，它不是，它后面的票池，还有电话售票、火车站售票、代售点售票等多个传统渠道要服务。除了客运服务，12306 还有全国最大（很可能也是全球最大）的大宗物资货运系统。

　　架空政策（包括定价政策、警方打击黄牛政策、身份验证政策）谈技术，是不可能解决春运抢票困局的，要想让春运的时候每个人在 12306 抢票都毫无拥挤感（但不一定能抢到票，铁路运力摆在那），那就是逼着 12306 买一大堆服务器对付春运，春运过去后，成为跟 amazon 一样牛逼的云计算服务商。和逼北京修一条 10 车道的高速公路去八达岭长城一个道理。

　　目前的 12306 技术上是还有问题，比如，抢票高峰，输入个身份证号和图片验证码都卡得要死（本人亲测），服务器端繁忙，你浏览器端卡什么呀。

　　但人家在进步。相信 2014 年春运的时候，技术已经不再是一票难求的主要问题。在铁路运力不可能神速增加（孙中山先生计划的 20 万公里铁路，土共修了快 70 年，才修到 10 万公里）的情况下，要做到春运更公平地买票，需要停靠政策调整。

　　下文针对的是春节国庆这种非常暑期。其它时期，大部分线路保持现状就行了，问题不大，极少部分票源紧张的线路可以按春运处理：

　　1. 拍卖法，价高者得之

　　当硬座票拍出飞机票价格的时候，相信票就不难买了（可惜就是贵了），也没有那么多黄牛了。要说淘宝有什么能帮 12306 一下子搞定技术问题的，淘宝的拍卖系统可以帮忙，浙江省高院在淘宝拍卖一年多，成交 26 亿。

　　可惜这个方法不可能实行。现在的高铁票价都被媒体和意见领袖喷成啥样了，何况是拍卖。再说，火车票毕竟是生存之刚需，票价 20 年来不涨本来就有照顾补贴的成分在里面，全拍卖可能也是不妥当。

　　2. 抽签法，运气好者得之

　　开车前 2 个月开放报名，开车前 7 天抽签，中途可取消。预存票款，抽不中退款。上传身份证和正脸自拍照，机器核对。

　　这样的话，拦截黄牛的成功率就高很多了，黄牛可以预存票款，可以找到大量真实身份证号，你黄牛再让每个给你身份证号的人把身份证照片和脸部自拍 也给你试试？即使有人真想找黄牛，给身份证照片还是会犹豫一下吧。而且中间手工操作多了很多，黄牛成本提高，还不一定搞得到票。反正都是碰运气，我想真正 的消费者还是会选择自己先去碰运气吧。

　　这个方法实施难度也大，无论怎么设计抽签规则，必然有人大叫“有黑幕，不要相信政府”。

　　开车前 7 天出抽签结果，改变行程的人应该在 7 天前就能决定改还是不改了。没抽到的也还有时间想别的办法。当然不一定是 7 天，15 天，10 天也可以，具体几天要有数据模型来算。

　　3. 拍卖 + 抽签

　　软卧、高铁商务座等高价位的，拍卖，反正买这个的是经济能力相对较强的。那就拼谁经济能力更强吧。

　　硬座、站票抽签。

　　4. 凭身份证进站，车票跟发票一样，是报销凭证，不是进站凭证；退票后钱进入 12306 账户，不可提现，只可该乘客下次乘车用；黄金周期间，个人账号最多订购 10 张票

　　这个办法可以打击黄牛囤票再转卖

　　运行一段时间后，按账户余额弄个排行榜就知道谁是黄牛了

　　可惜这个需要车站设备改造配合。