同樣搶票有人秒中有人陪跑？揭秘高鐵票務的百種運算套路

2025年春運期間，全國鐵路累計發送旅客5.13億人次，日均發送1282.5萬人次。中國鐵路12306作為世界上最大的票務實時交易平臺，面對如此巨大的客流量，它是如何保障系統穩定運行的？又是如何保障票務數據的一致性和準確性的呢？

車票的供與求

車票的多樣組合

出售一張車票背后的數學原理是：從一趟車次的車站里選兩個（始發站和終到站）進行組合。例如，京滬高鐵有24個車站，若是一趟列車每站都停，那這列高鐵一張票的售出方式高達276種。

當這一車次某一段車票賣出去后，還會產生新的車票組合，這被稱為車票的動態裂變。假設一趟車有1000個座位，售票過程中就可裂變出上萬種可能！

更大的難度

12306的售票難度還遠不止這些。同一條路線，可能有直達、特快、動車、城際、高鐵等不同車次；每趟列車又分硬座、軟座、硬臥、軟臥、商務座等席位類型；同時，還有學生票、兒童票、殘軍票等不同折扣。這就好比一個定制套餐，不同的菜品、口味、配料組合起來，可以形成無數種個性化的選擇。

春運時，上億旅客的購票需求，碰上車票供給的無數可能性，12306高峰期日均訪問量高達830億次，平均每秒要應對96萬次的訪問量，單日最高售票量超2162萬張，每秒售出超1000張車票，這壓力可想而知！

如何扛住超大流量？

面對這么大的壓力，12306有五大核心技術來“撐腰”！

異步交易排隊系統

它就像車站窗口排隊，把互聯網上的海量購票請求按時間順序放進排隊系統，按照“先進先出”的規則，異步完成購票交易。

例如，你在12306上提交訂單，系統就給你發了一個“虛擬號牌”，讓你排隊等著，還會告訴你當前排隊編號，這樣既讓購票體驗變好，又防止服務器被瞬間流量沖垮。

異步交易排隊系統不僅解決了高并發訪問的問題，還在系統中引入了公平性的保障。系統采用了嚴格的用戶行為檢測和請求驗證機制，旅客在提交購票請求時，系統會驗證其行為是否合法，確保請求來自人工操作而非自動化腳本，防止惡意用戶通過技術手段插隊。

分布式內存余票計算

首先，構建分布式的余票處理集群，將全國余票數據拆分到多個內存節點，每個節點負責特定的車次。計算余票時，系統瞬間定位到相應車次的內存節點，這相當于先把雜亂無章的房間整理得井井有條，再找東西，速度肯定要比直接在亂七八糟的房間里找東西快得多。

其次，研發余票內存計算系統。不同于傳統的數據庫從磁盤讀取數據，內存式計算將余票數據儲存在內存中直接讀取，實現了處理速度從秒級到毫秒級的突破，不僅滿足了每秒數萬甚至數百萬次的余票計算需求，而且確保了數據的一致性，有效防止車票超售。

雙中心雙活架構

在同一個城市建立兩個數據中心，這兩個數據中心通過實時數據同步和流量調度，確保即使一個數據中心發生故障，另一個數據中心也能快速接管，保障系統持續運行。

此外，負載均衡技術在高峰期自動調配流量，避免了過度依賴單一數據中心的風險。這就像兩個“互為備用的心臟”，一個數據中心因為高并發流量過載宕機時，另一個能馬上接管，分擔流量，保障系統不間斷穩定運行。

混合云架構

由鐵路私有云和公有云組成。私有云處理購票等核心操作，公有云處理余票查詢等。混合云架構通過流量策略分配，共同承擔訪問、支付、查詢壓力，公有云就像擴招了客服團隊，能輕松扛住每秒近百萬次的余票查詢，幫私有云分流壓力。

讀寫分離、售取分離架構

售票要寫入數據，換票、退改要更改數據，訂單查看要查詢數據，同一份數據有不同操作需求。12306設計了“讀寫節點分離、售取節點分離”的彈性擴展核心交易架構，這就像餐廳高峰期，炒菜（寫入操作）和傳菜（查詢操作）分工明確，避免數據相互阻塞，讓系統響應更快、操作更穩。

從1876年中國鐵路商業運營開始，人工售票方式延續了一個多世紀。但在過去20多年里，鐵路售票方式從人工售票，到窗口計算機售票，再到網絡自助購票，直到現在全面實施電子客票。12306讓窗口購票排隊成為歷史，帶來全新出行體驗，也推動了鐵路信息化的大發展。