PHP实现微信随机红包算法和微信红包的架构设计简介

微信红包的架构设计简介：

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

@来源于QCon某高可用架构群整理，整理朱玉华。

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*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。

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。

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。

6、通如何保持8w每秒的写入？

答：多主sharding，水平扩展机器。

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。

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。

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。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

使用PHP发红包，当我们输入红包数量和总金额后，PHP会根据这两个值进行随机分配每个金额，保证每个人都能领取到一个红包，每个红包金额不等，就是要求红包金额要有差异，所有红包金额总额应该等于总金额。

首先给大家分析下规律：

设定总金额为10元，有N个人随机领取：

N=1 第一个

则红包金额=X元；

N=2 第二个

为保证第二个红包可以正常发出，第一个红包金额=0.01至9.99之间的某个随机数。

第二个红包=10-第一个红包金额；

N=3 第三个

红包1=0.01至9.99之间的某个随机数

红包2=0.01至(10-红包1-0.01)的某个随机数

红包3=10-红包1-红包2

……

于是我们得到一个规律，在分配当前红包金额时，先预留剩余红白所需最少金额，然后在0.01至总金额-预留金额间取随机数，得到的随机数就是当前红包分配的金额。

实际应用中，程序先将红包金额分配好，即发红包时，红包个数以及每个红包的金额都分配好了，那么用户来抢红包时，我们随机给用户返回一个红包即可。

微信红包分配算法代码：

$total=19.5;//红包总金额
$num=9;// 分成10个红包，支持10人随机领取
$min=0.01;//每个人最少能收到0.01元
$money_arr=array(); //存入随机红包金额结果
for ($i=1;$i<$num;$i++)
{
    $safe_total=($total-($num-$i)*$min)/($num-$i);//随机安全上限
    $money= mt_rand($min*100,$safe_total*100)/100;
    $total=$total-$money;
    $money_arr[]= $money;
    echo '第'.$i.'个红包：'.$money.' 元，余额：'.$total.' 元 '."<br/>";
}
echo '第'.$num.'个红包：'.round($total,2).' 元，余额：0 元';
$money_arr[] = round($total,2);

dd($money_arr);

运行以上代码，会输出以下结果：

第1个红包：2.15 元，余额：17.35 元 
第2个红包：1.46 元，余额：15.89 元 
第3个红包：2.23 元，余额：13.66 元 
第4个红包：2.43 元，余额：11.23 元 
第5个红包：2.37 元，余额：8.86 元 
第6个红包：0.1 元，余额：8.76 元 
第7个红包：2.26 元，余额：6.5 元 
第8个红包：2.09 元，余额：4.41 元 
第9个红包：4.41 元，余额：0 元

以上就是使用php实现微信发红包程序，希望对大家有所帮助！