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。
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。
算法实现java版
算法很简单，不是提前算好，而是抢红包时计算
public static double getRandomMoney(RedPackage _redPackage) {
// remainSize 剩余的红包数量
// remainMoney 剩余的钱
if (_redPackage.remainSize == 1) {
_redPackage.remainSize--;
return (double) Math.round(_redPackage.remainMoney * 100) / 100;
}
Random r = new Random();
double min = 0.01; //
double max = _redPackage.remainMoney / _redPackage.remainSize * 2;
double money = r.nextDouble() * max;
money = money <= min ? 0.01: money;
money = Math.floor(money * 100) / 100;
_redPackage.remainSize--;
_redPackage.remainMoney -= money;
return money;
}
LeftMoneyPackage数据结构如下：
class RedPackage {
int remainSize;
double remainMoney;
}
测试时初始化相关数据是：
static void init() {
redPackage.remainSize = 20;
redPackage.remainMoney = 200;
}
算法实现PHP版
关键就是定义核心函数
function getrandommoney($remainmoney,$remainpacket,$moneymax = 0){
if($remainpacket < 1 || $remainmoney <= 0){
return 0;
}
if($remainpacket == 1){
return $remainmoney;
}
$min = 1;//注意倍数
$max = $remainmoney / $remainpacket * 2;
$money = rand($min,$max) ;
$money = $money <= $min ? $min : $money;
//每一次领取时的最大值
if($moneymax && $money > $moneymax){
$money = $moneymax;
}
return $money;
}
函数调用
$lmremainingtotal = 200.00;//总金额
$lmremainingtimes = 20;//总个数
$lmmoneymax = 0;
$lmremainingtotaltemp = $lmremainingtotal * 100;
$getonelm = getrandommoney($lmremainingtotaltemp,$lmremainingtimes);
$getonelm = round($getonelm/100,2);
echo $getonelm;
说明：
1、注意函数内部实现时使用的整数，传参进去时需要扩大100倍，最后得到的本次随机数需要在缩小至1%。
2、增加了每一次调用的随机最大数限额这个参数，默认为0表示不限。
3、更改剩余的红包总额度与红包个数，是在函数外实现的（必须步骤）。
总结
上述方法都是每次计算一个红包的额度。如果需要一次性计算所有的红包，并分配完成，则需要循环执行。注意数据并发量的大小。