【Java面试场景题】微信抢红包的功能是如何实现的，如果让你来做你怎么设计？

一、问题解析

实现拼手气红包算法，有以下几个需要注意的地方：

• 抢红包的期望收益应与先后顺序无关
• 保证每个用户至少能抢到一个预设的最小金额，人民币红包设置的最小金额一般是0.01元，如果需要发其他货币类型的红包，比如区块链货币或者积分，需要自定义一个最小金额。
• 所有抢红包的人领取的子红包的金额之和加起来，等于发红包的人发出的总红包的金额。 下面实现的方式是一次生成所有的子红包，让用户按顺序领取。也可以每领取一个生成一个，两种方式性能上各有优劣。

37.1 抢红包设计常见问题

37.1.1 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。

37.1.2 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。

37.1.3 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～（60/72）=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。

37.1.4 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(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。

37.1.5 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。

37.1.6 通如何保持8w每秒的写入？

答：多主sharding，水平扩展机器。

37.1.7 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。

37.1.8 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。

37.1.9 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。

37.1.10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。

37.1.11 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。

37.1.12 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。

37.1.13 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。

37.2 V0.1原型系统

我们看一下这个系统，我们当时做了一个原型系统，比较简单，它已经实现了所有的功能，摇那个手机的时候会通过客户端发出一个请求，接入服务器，然后摇一摇服务，进行等级判断，判断以后把结果给到后端，可能摇到拜年或红包，假设摇到红包，上面有LOGO和背景图，客户端把这个LOGO和背景图拉回去，用户及时拆开红包，拆的请求会来到红包系统，红包系统进行处理之后会到支付系统，到财富通