微信红包的架构设计简介

转载自:http://colobu.com/2015/05/04/weixin-red-packets-design-discussion/

背景:有某个朋友在朋友圈咨询微信红包的架构,于是乎有了下面的文字(有误请提出,谢谢)
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。

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。

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。

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 2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。

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。

并发性处理: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。

通如何保持8w每秒的写入?

答:多主sharding,水平扩展机器。

数据容量多少?

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。

查询红包分配,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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

下面这张图是@周帆 同学的杰作!