微信红包随机算法初探

最近看了一篇文章，讲微信红包随机算法的。感觉很不错，所以自己实现了下，并进行了简单测试。

算法

算法很简单，不是提前算好，而是抢红包时计算：

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。

实现

实现上述算法的逻辑主要是：

package com.paic.elis.test;

import java.util.Random;

public class weixin_money {

public static double getRandomMoney(LeftMoneyPackage _leftMoneyPackage) {
if (_leftMoneyPackage.peoples == 1) {
_leftMoneyPackage.peoples--;
return (double) Math.round(_leftMoneyPackage.leftMoney * 100) / 100;
}
Random r = new Random();
double min = 0.01;
double max = _leftMoneyPackage.leftMoney / _leftMoneyPackage.peoples
* 2;
double money = r.nextDouble() * max;
money = money < min ? min : money;
money = (double) Math.floor(money * 100) / 100;
_leftMoneyPackage.peoples--;
_leftMoneyPackage.leftMoney -= money;
return money;
}
static synchronized void init(int people,double money) {
LeftMoneyPackage.peoples = people;
LeftMoneyPackage.leftMoney = money;
}
public static void main(String[] args) {
int people=30;
double money=500;
init(people,money);
System.out.println("第一次测试:");
LeftMoneyPackage _leftMoneyPackage=new LeftMoneyPackage();

for(int i=0;i<people;i++){
if(i%10==0) System.out.println();
System.out.print(getRandomMoney(_leftMoneyPackage)+"  ");
}
System.out.println();
int people1=30;
double money1=500;
init(people1,money1);
System.out.println();
System.out.println("第二次测试:");
LeftMoneyPackage _leftMoneyPackage1=new LeftMoneyPackage();

for(int i=0;i<people1;i++){
if(i%10==0) System.out.println();
System.out.print(getRandomMoney(_leftMoneyPackage1)+"  ");
}
}

}

class LeftMoneyPackage {
static int peoples;
static double leftMoney;
}

输出:

第一次测试:

0.39 11.65 4.62 3.55 22.62 15.3 36.17 18.8 17.4 1.96

4.35 5.52 37.84 25.24 6.27 26.42 20.93 2.64 29.92 32.81

17.95 3.14 31.29 29.86 18.49 3.06 32.67 3.66 9.48 26.0

第二次测试:

24.76 24.63 23.7 2.48 24.59 18.74 9.12 1.73 26.33 29.23

20.0 15.05 6.51 16.86 7.24 32.92 24.77 16.65 3.43 27.99

5.41 22.51 22.34 14.18 0.7 19.77 14.89 11.47 29.9 2.1

如果将人数变多，那么可以看到，这个算法可以让大家抢到的红包面额在概率上是大致均匀的。

微信红包的架构设计简介

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(无限接近20)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

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郭莱，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。根据红包的裸祭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。

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。

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。

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。

微信红包的架构设计简介链接：

https://www.zybuluo.com/yulin718/note/93148