“大学生开学第一件事，就是被学校教务系统的‘土豆服务器’气疯。”

每年开学季，都是大学生们拼手速的时期。

不仅要抢到回学校的车票，还要和教务系统斗智斗勇，抢到下学期想修的课程。

图源新华社[1]

登录—查询—选择—确认，在手机上一番操作。

如果是在抢票，一套流程下来，可能车票已经支付成功，运气好的话，甚至连靠窗看风景的座位都选好了。

但十分钟过去，刷新了十几遍的教务系统还是一片绝望的空白。

被教务系统网页卡到崩溃的学生们，调侃说“所有学校的教务系统，都是用土豆发电的”。

那么问题来了，承接几千人的教务系统经常崩溃，而每秒都要承担几百万点击的12306，为啥能做到这么牛？

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卖票软件，到底有多难？

事实上，我们实现线上“买票自由”的时间并不算长，或许很多人记忆中还有过这样的画面：

每年放假的前几天，火车站总会早早排起买票的长龙，在人们争先恐后的询问声里，大厅里游走着四处招揽生意的“黄牛”。

那时候能抢到一张火车票靠的是不仅是耐心和运气，还有售票员的手速。

图源：视觉中国

直到2011年，12306互联网售票系统正式上线。

这个人人在电脑、手机上都能打开的卖票系统，开始接替售票员，接受全国人民线上买票的考验。

面临的第一个冲击，就是惊人的访问量。

据介绍，12306高峰日的网络页面浏览量超过2600亿次，相当于全中国人每人每天访问了票务页面近200次。

平均1秒就要承受300多万次点击，系统还能维持正常运行，12306的压力可想而知。

据统计，12306在高峰日的点击量可达1495亿次，而全球访问量最大的搜索引擎网站谷歌日访问量也不过56亿次，仅是12306的零头。

超高访问量之下产生的订单量也是巨大的，有数据显示，12306的售票系统在高峰时段，1秒售出近700张火车票。

也就是说，一秒钟，一辆热门动车组的票全被抢光了。

有人把买票比作线上网购，事实上，在12306上买张票，背后流程的复杂程度远远超过了人们的想象。

中国的春运堪称世界上规模最大的人口流动，几乎人人都有买票需求。

12306票务系统首先需要解决的，就是精准对号入座，避免人们把票买重。

当许多人同时在竞争同一张车票的时候，12306要实时更新线上网站和线下5000多个车站的车票余量。

图源：微博@12306

此外，“买票”可能只是旅客众多操作中的一个，下单后的退票、改签、变更到站和延长乘车区间，更是巨大的计算量。

一个需求的变化，就会影响到整条路线火车站点可销售的余票量。

这要求12306在计算余量的同时还要实时返回精确结果，实现“动态变化库存”。

这无异于当场做高等数学题，100万道里还一道也不能错——

毕竟12306和电商平台不同，没有客服在下单后联系你，“亲，这款车票已经卖完了。”

当然，算法承受的压力不至于此。

一张车票的本质是某个车次的某一段区间，列车停靠的站越多，路线组合就越变幻莫测。

光是输入“北京”这个城市名，市内就有近十个出发站点/图源：微信公众号@中国铁路

比如，G71次列车从北京西开往福田，中间17个站，排列组合方式有136种。

与此同时，我国拥有世界上最现代化、最大规模的铁路网。

列车的起点和终点之间的若干站点，12306卖票的组合方式到底有多少种，恐怕没人能数清。

图源：央视一套

除此之外，要处理的问题还包括：如何在一条线路上合理公平配票，避免某一站卖出太多票造成上下车拥挤；

如何给老人优先配置下铺、为儿童配置相邻席位等。

每卖出一张票的背后，12306的大数据都需要考虑到旅客每一个细小的需求。

经交通运输部研判，2023春运期间客流总量约为20.95亿人次，比去年同期增长99.5%。

更多的人出行，意味着12306的售票系统将又一次承受前所未有的压力。

这让人不禁好奇：在这种的现状下仍旧保持不崩溃，12306到底怎么做到的？

02

12306，到底咋做到的

这是铁路12306客票系统的监控大厅，在大屏幕上展示着12306实时售票情况。

客流趋势、购票渠道、候补概览甚至风险防控等，一目了然。

图源[2]

在12306这张“无形之网”的调配下，不论多么复杂的线路和需求，都不会发生拥堵、碰撞。

人口流动这种原本无序的运动，变得井然有序。

为了做到这些，12306经过了数十年的改造和迭代。

人们点击网站开始查票的瞬间，售票系统的内存计算系统就运作起来了。

快速反应现查现算，能让你迅速查到车票的余量，并丝滑地下单。

还能查到等待人数和预估等待时间

为了缓解出行高峰期的压力，12306还想出了分时段销售车票的策略。

最初，一天只有4个放票时间。

为了不让“限制”成为购票的妨碍，如今，每天8点至18点期间，每个整点和半点均会有新票起售。

为适应更多样的需求，不同站点还设置了不同的起售时间。

控制流量是一方面，提升自身的可靠性也很重要。

12306自主研发的“双活中心”架构，建设了两个数据中心让它们数据同步、交互工作，当其中一个系统出现故障，客票系统可以做到秒级切换和快速智能修复。

简单来说，一个系统崩溃后会有另一个来顶上，减少了系统影响人们买票的几率。

与此同时，12306还把网络宽带从5G扩容至12G，“增加带宽就等于多开了几个门，能让更多的用户同时进来。”

敢这么做的底气，是12306学会了在春运高峰期租个“云”服务器一起承担压力。

高峰期间12306网站的火车票查询量，大概占了12306网站90%以上的访问流量。

在它们转化为真正的订单之前，这些查询业务会先被放到租来的“云”上，来提升系统运作的效率。

经过一系列技术的迭代和优化，现在人们买张票的平均耗时只有0.77s。

为了维持系统健康的运行状态，12306还会对异常请求进行风险评估和拦截，也就是防“黄牛”。

运用强大的识别手段进行风控并拦截，以此打击恶意刷票，在买票这件事上，12306最大限度地保障公平公正。

“春运”，世界上规模最大的人口迁徙，成就了世界上规模最大的实时票务交易系统。

总设计师单杏花，也凭借工作中一系列创新与突破被誉为“12306”系统的最强大脑，成为登上2023兔年春晚的“最美铁路人”。

图源[4]

03

被骂惨的12306，终于翻身了

作为一个为十几亿人提供服务的卖票系统，12306的每一个缺点和不足，都会被人们敏锐地觉察到，吐槽之声也少不了。

“天天被秒杀、天天被抢购、天天‘双11’。”

大量订单带来的庞大计算需求，是12306系统内工作人员每天面对的事实。

12306的后台有着庞大的计算需求

2011年12306互联网售票系统刚上线，随即在2012年春运时就遇到了“大考”。

最高日售票量119.2万张，访问压力达到14亿次。

庞大的互联网购票需求使网络带宽、设备处理能力一时难以支撑，系统出现卡顿甚至瘫痪。

归心似箭的人们不停刷新页面，面临的不是车次信息以及购票信息无法刷新，就是购票到最后一步无法成功支付。

一时间，对12306的批评铺天盖地而来。

在这样的情况之下，研发团队只能在晚上23点后，利用系统维护阶段一遍遍优化、测试。

经过近四五十天的努力，才让12306恢复正常运行。

但解决了系统问题并不代表一劳永逸，只要还有人买票，就会有新的问题出现。

2015年，为了区别真人和计算机、本人和黄牛，12306上线了著名的“图片验证码”。

据相关数据显示，这个“逆天”的验证码图片库里涵盖12个类别，有33万多个排列组合选项。

人们需要在各地方言中找到海南话，在一堆建筑中找中国名胜古迹，还要通晓古今中外各次元大咖。

一次就选对的成功率仅有8%，“好不容易通过了验证，票已经被抢完了。”

凭借如此“反人类的设计”，12306在此后多年一直被人诟病。

事实上，12306在功能更新上并不是一直处于被动地位。

围绕旅客购票这一行为，主动提升服务，一直是他们默默在做的改变。

比如官方“捡漏神器”——候补购票功能的诞生。

要知道，无论在哪款购票软件买票，最终都需要在铁路12306购票系统内排队。

能不能买到票取决于有没有票，而不是用了多少加速包，拉了几个人助力。

加价买票被坑骗的旅客不在少数，12306的候补功能，无疑给着急的人吃了一颗定心丸。

为了把兑现成功的机会拉到最高，12306甚至把候补购票的最晚截止时间由开车前6小时，调整为开车前的2小时。

如果出行太着急忘了带身份证，也可以在12306的APP上自助开具“临时身份证明”。

不用花时间跑窗口，更不用排队，在手机上简单操作过后，就可以顺利进站。

每人在一个自然月可申请3次电子临时乘车身份证明，每次申请成功有效期为24小时

针对特殊群体的出行，12306在APP中也提供“重点旅客预约”的选项。

老人出行不便可以提供轮椅，也可以帮忙送视障旅客进站乘车。

这些在细微之处的服务，是只有真正体验过的旅客，才能感知到的温度。

如今，12306在十几年不间断的吐槽和批评中，依然在迭代、更新。

12306到底是不是最牛的软件，或许并不重要。

重要的是，我们无需在车站窗口排起长龙，担忧着出行的不确定性。

所谓的“诗和远方”不再遥远，而是在手机屏幕上一触即达。

当人们出行的脚步变得更自由，生活的节奏也就变得更从容。