微信红包的设计方案和实现方法

设计方案

  1. 红包的设计

    答:微信从财付通拉取金额数据过来,生成个数 / 红包类型 / 金额放到 redis 集群里,app 端将红包 ID 的请求放入请求队列中,如果发现超过红包的个数,直接返回。根据红包的逻辑处理成功得到令牌请求,则由财付通进行一致性调用,通过像比特币一样,两边保存交易记录,交易后交给第三方服务审计,如果交易过程中出现不一致就强制回归。

  2. 发性处理:红包如何计算被抢完?

    答:cache 会抵抗无效请求,将无效的请求过滤掉,实际进入到后台的量不大。cache 记录红包个数,原子操作进行个数递减,到 0 表示被抢光。财付通按照 20 万笔每秒入账准备,但实际还不到 8 万每秒。

  3. 通如何保持 8w 每秒的写入?

    答:多主 sharding,水平扩展机器。

  4. 据容量多少?

    答:一个红包只占一条记录,有效期只有几天,因此不需要太多空间。

  5. 询红包分配,压力大不?

    答:抢到红包的人数和红包都在一条 cache 记录上,没有太大的查询压力。

  6. 一个红包一个队列?

    答:没有队列,一个红包一条数据,数据上有一个计数器字段。

  7. 有没有从数据上证明每个红包的概率是不是均等?

    答:不是绝对均等,就是一个简单的拍脑袋算法。

  8. 拍脑袋算法,会不会出现两个最佳?

    答:会出现金额一样的,但是手气最佳只有一个,先抢到的那个最佳。

  9. 每领一个红包就更新数据么?

    答:每抢到一个红包,就 cas 更新剩余金额和红包个数。

  10. 红包如何入库入账?

    数据库会累加已经领取的个数与金额,插入一条领取记录。入账则是后台异步操作。

  11. 入帐出错怎么办?比如红包个数没了,但余额还有?

    答:最后会有一个 take all 操作。另外还有一个对账来保障。

重点解决

概况:2014 年微信红包使用数据库硬抗整个流量,2015 年使用 cache 抗流量。

  1. 微信的金额什么时候算?

    答:微信金额是拆的时候实时算出来,不是预先分配的,采用的是纯内存计算,不需要预算空间存储。 
    采取实时计算金额的考虑:预算需要占存储,实时效率很高,预算才效率低。

  2. 实时性:为什么明明抢到红包,点开后发现没有?

    答:2014 年的红包一点开就知道金额,分两次操作,先抢到金额,然后再转账。 
    2015 年的红包的拆和抢是分离的,需要点两次,因此会出现抢到红包了,但点开后告知红包已经被领完的状况。进入到第一个页面不代表抢到,只表示当时红包还有。

  3. 分配:红包里的金额怎么算?为什么出现各个红包金额相差很大?

    答:随机,额度在 0.01 和 (剩余平均值 x2) 之间。 
    例如:发 100 块钱,总共 10 个红包,那么平均值是 10 块钱一个,那么发出来的红包的额度在 0.01 元~20 元之间波动。 
    当前面 3 个红包总共被领了 40 块钱时,剩下 60 块钱,总共 7 个红包,那么这 7 个红包的额度在:0.01~(60/7*2)=17.14 之间。 
    注意:这里的算法是每被抢一个后,剩下的会再次执行上面的这样的算法(Tim 老师也觉得上述算法太复杂,不知基于什么样的考虑)。

这样算下去,会超过最开始的全部金额,因此到了最后面如果不够这么算,那么会采取如下算法:保证剩余用户能拿到最低 1 分钱即可。

如果前面的人手气不好,那么后面的余额越多,红包额度也就越多,因此实际概率一样的

public static double getRandomMoney(LeftMoneyPackage _leftMoneyPackage) { // remainSize 剩余的红包数量  // remainMoney 剩余的钱  if (_leftMoneyPackage.remainSize == 1) {
 _leftMoneyPackage.remainSize--; return (double) Math.round(_leftMoneyPackage.remainMoney * 100) / 100;
 }
 Random r = new Random(); double  min = 0.01; //  double  max = _leftMoneyPackage.remainMoney / _leftMoneyPackage.remainSize * 2; double money = r.nextDouble() * max;
 money = money <= min ? 0.01: money;
 money = Math.floor(money * 100) / 100;
 _leftMoneyPackage.remainSize--;
 _leftMoneyPackage.remainMoney -= money; return money;
}

以上代码仅供参考。

结论: 
1. 先抢后抢拿到红包的大小的期望是大致相等的,所以还是先下手抢吧 
2. 后抢的人方差大(依赖前面人抢的多少),波动较大,有较大几率拿到“手气最佳