微信红包的随机算法是怎样实现的？

Bertha 。 2022-05-31 13:45 175阅读 0赞

> 导语：今天看到有人问：关于微信红包的随机算法！就查阅资料看了一下“微信红包的架构设计”，自己设计的“公平”的随机算法。

### 实现的代码 ###

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**”

### 微信红包的架构设计简介 ###

> @来源于QCon某高可用架构群整理。

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。

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。

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。