redis+mysql+quartz 一種紅包發(fā)送功能的實(shí)現(xiàn)

概要：

這篇文章主要是對(duì)半年前開(kāi)發(fā)的紅包模塊進(jìn)行整理，把其中主要的設(shè)計(jì)思想以及具體的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行介紹，如有設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)上的缺陷，或是存在漏洞，請(qǐng)大家批評(píng)指正！

紅包功能大家都很熟悉了，那在這里就簡(jiǎn)單的對(duì)紅包功能進(jìn)行描述... 

功能描述：紅包業(yè)務(wù)主要的功能包括四部分，分別是紅包發(fā)送，紅包接收，紅包回收，以及紅包記錄查詢。

1）紅包發(fā)送：發(fā)送者賬戶->紅包中間層

2）紅包接收：紅包中間層->接收者賬戶

3）紅包回收：紅包中間層中若存在紅包留存超過(guò)24小時(shí)，則將其回收，紅包中間層->發(fā)送者賬戶

功能描述大體了解之后，那接下來(lái)就是實(shí)現(xiàn)方案了... 

首先給出設(shè)計(jì)流程，這部分將依次對(duì)紅包發(fā)送、紅包接收、紅包回收的流程進(jìn)行分析...

1. 設(shè)計(jì)流程

首先是紅包發(fā)送功能，以群紅包為例，其流程圖如下所示：

圖1 紅包發(fā)送流程圖

首先，采用基于高斯分布的方法，將金額100隨機(jī)的分配成8份，然后將這8份數(shù)據(jù)存入到redis緩存隊(duì)列(list)中，同時(shí)將隊(duì)列的過(guò)期時(shí)間設(shè)置成24h；考慮到在搶紅包的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)重復(fù)搶的問(wèn)題，那在這里采用的去除重復(fù)的方案是在redis緩存中維護(hù)一個(gè)已分配集合（set），集合里面存儲(chǔ)的是已經(jīng)接收過(guò)紅包的用戶ID；另外，在大量的用戶同時(shí)搶紅包的 情況，出于優(yōu)化方面的考慮，為了起到一定的限流作用，同時(shí)減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)壓力（考慮這種情況：一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，大量的用戶在搶紅包，在紅包已經(jīng)分配完的時(shí)刻之后 到來(lái)的請(qǐng)求，會(huì)給數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)一定的訪問(wèn)壓力），那做法是在redis緩存中維護(hù)一個(gè)紅包已分配完的標(biāo)記（key-value）,有0（為分配完）/1（已分配完）兩種狀態(tài)，從而起到一定的限流作用。

繼緩存層面之后，接下來(lái)是數(shù)據(jù)庫(kù)層面，那在MySQL中的紅包發(fā)送表（account_coin_records_user_coin_package_send）中生成一條記錄，同時(shí)呢在把上面經(jīng)高斯分布方法得到的8份金額插入到紅包分配表（account_coin_records_user_coin_package_assign）中，初始化分配標(biāo)記為0（未分配），至此，紅包發(fā)送的整個(gè)流程完成。

然后是紅包接收功能，其流程圖如下所示：

圖2 紅包接收流程圖

紅包接收者發(fā)起請(qǐng)求（請(qǐng)求中包含紅包ID、請(qǐng)求人的用戶ID）去搶紅包，首先需要一系列的驗(yàn)證，這個(gè)驗(yàn)證操作要同時(shí)基于redis緩存以及MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行 驗(yàn)證，主要是驗(yàn)證紅包ID對(duì)應(yīng)的紅包是否存在、紅包是否已經(jīng)分配完了、紅包是否已經(jīng)過(guò)期了、紅包接收者是否重復(fù)接收紅包等。如果驗(yàn)證通過(guò)，那么這個(gè)用戶是允許接收到紅包的，接下來(lái)就是賬戶同步（紅包中間層->用戶賬戶，事務(wù)處理），若數(shù)據(jù)庫(kù)操作成功，則紅包接收成功，否則失敗，至此，紅包接收整體流程完成。

最后就是紅包回收功能，其流程圖如下所示：

圖3 紅包回收流程圖

紅包回收是采用定時(shí)調(diào)度策略發(fā)起的，時(shí)間間隔為5min不間斷的輪詢?cè)L問(wèn)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢是否有待回收的紅包（紅包在紅包中間層留存已經(jīng)超過(guò)24h，且紅包 未 分配完），若有需要回收的紅包，這個(gè)時(shí)候基于效率方面的考慮，采用多線程方案來(lái)進(jìn)行回收操作，每個(gè)紅包對(duì)于一個(gè)線程，策略是：一個(gè)線程，一個(gè)請(qǐng)求，一個(gè)事務(wù)（這 個(gè) 方案只適用于待回收的紅包個(gè)數(shù)不是很多的情況）。（注意：若需要回收的紅包很多，若不斷的申請(qǐng)線程，可能造成內(nèi)存溢出問(wèn)題，這時(shí)候具體問(wèn)題具體分析，可以考慮生產(chǎn)者-消費(fèi)者模式）；分布式架構(gòu)，遠(yuǎn)程調(diào)用，接下來(lái)處理紅包回收的服務(wù)器接收到紅包回收請(qǐng)求后，進(jìn)行賬戶同步以及紅包狀態(tài)標(biāo)記（標(biāo)記為已回收），若數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)出現(xiàn)異常，那么事務(wù)回滾，此時(shí)，這個(gè)紅包沒(méi)有回收成功，只能等待下一個(gè)5min后再次被回收。

到這里，流程基本介紹完了，那接下來(lái)介紹一下數(shù)據(jù)模型...

2. 數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫(kù)用的是MySQL。將紅包記錄進(jìn)行持久化存儲(chǔ)，用于查詢紅包分配記錄以及后期的歷史記錄查詢。紅包分配的數(shù)據(jù)模型如下圖所示：

圖4 紅包分配數(shù)據(jù)模型

圖4中展示了部分的比較重要的數(shù)據(jù)信息，表之間的關(guān)聯(lián)是靠紅包ID建立起來(lái)的，紅包記錄以及狀態(tài)標(biāo)記圖中已經(jīng)標(biāo)識(shí)出來(lái)了，就不一一介紹了。

在數(shù)據(jù)庫(kù)層面，接收紅包功能存在高并發(fā)問(wèn)題，那接下來(lái)就簡(jiǎn)單介紹下是如何處理并發(fā)的...

3. 并發(fā)處理

是如何處理高并發(fā)問(wèn)題的呢？

分析：

首先，由于紅包的金額存放在redis緩存隊(duì)列中，由于redis是單線程的，那么在獲取紅包的階段不存在并發(fā)問(wèn)題...

然后，下一步是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)一系列的update操作，存在高并發(fā)問(wèn)題...

最后，是記錄保存，insert操作，也不存在并發(fā)問(wèn)題...

數(shù)據(jù)庫(kù)中update操作，主要應(yīng)用樂(lè)觀鎖和X鎖兩種方式來(lái)保證數(shù)據(jù)一致性的。

4. 并發(fā)測(cè)試

在一段時(shí)間的并發(fā)測(cè)試中，測(cè)試通過(guò)，不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題，紅包回收功能也能正常進(jìn)行。

目前在并發(fā)方面，至少支持同一時(shí)刻并發(fā)量為3000的搶紅包操作不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

總結(jié)，由于能力以及技術(shù)有限，目前的方案基本適用用戶量不是很大的應(yīng)用場(chǎng)景，后期隨著用戶量的增大，會(huì)進(jìn)一步的進(jìn)行優(yōu)化...

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