以下內(nèi)容來自QCon某高可用架構(gòu)群聊天記錄整理背景：有某個(gè)朋友諮詢微信紅包的架構(gòu)，在官方或非官方同學(xué)的解釋和討論中得出以下討論內(nèi)容，在此期間有多個(gè)同學(xué)發(fā)紅包做現(xiàn)網(wǎng)演算法測試。

搶紅包過程

當(dāng)有人在群組裡發(fā)了一個(gè)N人的紅包，總金額M元，後臺大概發(fā)生的事情如下：

一、發(fā)紅包後臺操作：

在數(shù)據(jù)庫中增加一條紅包記錄，儲(chǔ)存到CKV，設(shè)定過期時(shí)間；

在Cache（可能是騰訊內(nèi)部kv資料庫，基於內(nèi)存，有落地，有內(nèi)核態(tài)網(wǎng)絡(luò)處理模組，以內(nèi)核模組形式提供服務(wù)））中增加一條記錄，存儲(chǔ)搶紅包的人數(shù)N

二、搶紅包後臺操作：

搶紅包分為搶和拆，搶操作在Cache層完成，透過原子減操作進(jìn)行紅包數(shù)遞減，到0 就表示搶光了，最終實(shí)際進(jìn)入後臺拆操作的量不大，透過操作的分離將無效請求直接擋在Cache層外面。這裡的原子減操作並不是真正意義上的原子減操作，是 其Cache層提供的CAS，透過比較版本號不斷嘗試，存在一定程度上的衝突，衝突的用戶會(huì)放行，讓其進(jìn)入下一步拆的操作，這也解釋了為啥有用戶搶到了拆 ? ? 開發(fā)現(xiàn)領(lǐng)完了的狀況。

拆紅包在資料庫完成，透過資料庫的事務(wù)操作累加已經(jīng)領(lǐng)取的數(shù)量和金額，插入一條領(lǐng)取 ? ? 流水，入帳為非同步操作，這也解釋了為啥在春節(jié)期間紅包領(lǐng)取後在餘額中看不到。拆的時(shí)候會(huì)即時(shí)計(jì)算金額，其金額為1分到剩餘平均值2倍之間隨機(jī)數(shù)，一個(gè)總金 ? ? 額為M元的紅包，最大的紅包為 M * 2 /N（且不會(huì)超過M），拆了紅包後會(huì)更新剩餘金額和個(gè)數(shù)。財(cái)付通以20萬筆每秒入帳準(zhǔn)備，實(shí)際只到8萬每秒。

FAQ

既然在搶的時(shí)候有原子減了就不應(yīng)該出現(xiàn)搶到了拆開沒有的情況？
? ? 這裡的原子減並不是真正意義上的原子操作，是Cache層提供的CAS，透過比較版本號不斷嘗試。

cache和db掛了怎麼辦？
? ? 主備 +對帳

有沒有紅包個(gè)數(shù)沒了，但餘額還有狀況？
? ? 沒有，程式最後會(huì)有一個(gè)take all操作以及一個(gè)非同步對帳保障。

為什麼要分離搶和拆？

總思路是設(shè)定多層過濾網(wǎng)，層層篩選，層層減少流量和壓力。這個(gè)設(shè)計(jì)最初是因?yàn)閾尣僮魇菢I(yè)務(wù)層，拆是入帳操作，一個(gè)操作太重了，中斷率高。 ? ? 從介面層面看，第一個(gè)介面純快取操作，搞壓能力強(qiáng)，一個(gè)簡單查詢Cache擋住了絕大部分用戶，做了第一道篩選，所以大部分人會(huì)看到已經(jīng)搶完了的提示。

搶到紅包後再發(fā)紅包或是提現(xiàn)，這裡有什麼策略嗎？
? ? 大額優(yōu)先入帳策略

有沒有從數(shù)據(jù)上證明每個(gè)紅包的機(jī)率是不是均等？
? ? 不是絕對均等，就是一個(gè)簡單的拍腦袋演算法。

拍腦袋演算法，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)最佳？
? ? 會(huì)出現(xiàn)金額一樣的，但是手氣最佳只有一個(gè)，先搶到的那個(gè)最佳。

發(fā)紅包人的錢會(huì)不會(huì)凍結(jié)？
? ? 是直接即時(shí)扣掉，不是凍結(jié)。

採用即時(shí)算出金額是出於什麼考慮？
? ? 即時(shí)效率更高，預(yù)算才效率低。預(yù)算還要佔(zhàn)額外儲(chǔ)存。因?yàn)榧t包只佔(zhàn)一筆記錄而且有效期限就幾天，所以不需要太多空間。就算壓力大時(shí)，水平擴(kuò)展機(jī)器是。

測試二：知乎使用者「馬景銠」的實(shí)驗(yàn)：

這裡給出一份100樣本的調(diào)查抽樣樣本數(shù)據(jù)，並提出自己的猜測。

1. 錢包錢數(shù)滿足截尾常態(tài)隨機(jī)數(shù)分佈。大致為在截尾常態(tài)分佈中取隨機(jī)數(shù)，並用其求和數(shù)除以總價(jià)值，得到修正因子，再用修正因子乘上所有的隨機(jī)數(shù)，得到紅包價(jià)值。

這種分佈意味著：低於平均值的紅包多，但是離平均值不遠(yuǎn)；高於平均值的紅包少，但是遠(yuǎn)大於平均值的紅包偏多。

圖1. 錢包價(jià)值與其頻率分佈直方圖及其正態(tài)擬合

但看分佈直方圖並不能推出它符合正態(tài)分佈，但是考慮到程序的簡潔性和隨機(jī)數(shù)的合理性，這是最合乎情理的一種猜測。

2. 越是後面的錢包，價(jià)值普遍更高

圖2. 錢包序列數(shù)與其價(jià)值關(guān)係曲線

從圖2的線性擬合紅線可以看到，錢包價(jià)值的整體變化趨勢是在慢慢增大，其變化範(fàn)圍大約是一個(gè)綠色虛線上下界劃出的「通道」。 (曲線可以被圍在這麼一個(gè)正合乎常規(guī)的「通道」中，也從側(cè)面反映了規(guī)律1的合理性，說明了並不是均勻分佈的隨機(jī)數(shù))

從另一個(gè)平均數(shù)的圖中也可以看出這一規(guī)律。

圖3. 平均數(shù)隨序列數(shù)的變化曲線

在樣本中，1000價(jià)值的錢包被分成100份，均值為10。然而在圖3我們可以看到在最後一個(gè)錢包之前，平均數(shù)一直低於10，這就說明了一開始的錢包價(jià)值偏低，一直被後期的錢包價(jià)值拉著往上走，後期的錢包價(jià)值更高。

3. 當(dāng)然平均數(shù)的圖還可以透露出另一個(gè)規(guī)律，那就是最後的那一個(gè)人往往容易走運(yùn)抽得比較多。因?yàn)樽钺崮且粋€(gè)人是錢包剩下多少就拿多少的，而之前所有人的平均數(shù)都低於10，所以至少保證了最後一個(gè)人會(huì)高於平均值。在本樣本中，98號錢包抽到35，最後一份錢包抽到46。

綜上，根據(jù)樣本猜測：

1. 抽到的錢大多時(shí)候跟別人一樣少，但一旦一多，就容易多很多。

2. 越是抽後面的錢包，錢越容易多。

3. 最後一個(gè)人往往容易撞大運(yùn)。