案例实战：微信抢红包

一、需求分析

1、各种节假日，发红包+抢红包，100%高并发业务要求，不能用 mysql 来做。

2、一个总的大红包，会有可能拆分成多个小红包，总金额= 分金额1+分金额2+分金额3......分金额N。

3、每个人只能抢一次，你需要有记录，比如100块钱，被拆分成10个红包发出去，总计有10个红包，抢一个少一个，总数显示(10/6)直到完，需要记录那些人抢到了红包，重复抢作弊不可以。

4、有可能还需要你计时，完整抢完，从发出到全部over，耗时多少？

5、红包过期，剩余金额可能需要回退到发红包主账户下。

二、架构设计

1、发红包

（1）用哪种数据结构化？

用list。list中的元素和为红包总金额。

LPUSH list:red  20 30 20 20 10

（2）高并发，发红包是否要加锁，用什么锁？

不加锁。

2、抢红包

（1）抢红包是否需要加锁，用什么锁？

用list.pop，因为redis的命令本身就是原子性，不用额外加锁且保证了锁的效果。

3、记红包

用hash。

4、拆

拆红包算法——二倍均值法

剩余红包金额为M，剩余人数为N，那么有如下公式：
每次抢到的金额 = 随机区间 （0， (剩余红包金额M ÷ 剩余人数N ) X 2），这个公式，保证了每次随机金额的平均值是相等的，不会因为抢红包的先后顺序而造成不公平。

举个栗子：
假设有10个人，红包总额100元。
第1次：
100÷10 X2 = 20, 所以第一个人的随机范围是（0，20 )，平均可以抢到10元。假设第一个人随机到10元，那么剩余金额是100-10 = 90 元。
第2次：
90÷9 X2 = 20, 所以第二个人的随机范围同样是（0，20 )，平均可以抢到10元。假设第二个人随机到10元，那么剩余金额是90-10 = 80 元。
第3次：
80÷8 X2 = 20, 所以第三个人的随机范围同样是（0，20 )，平均可以抢到10元。 以此类推，每一次随机范围的均值是相等的。

三、编码实现

package com.redis.demo;

import cn.hutool.core.util.IdUtil;
import com.google.common.primitives.Ints;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 抢红包demo
 */
@RestController
public class RedPackageController {
    /**
     * 记录红包的key
     */
    public static final String RED_PACKAGE_KEY = "redpackage:";
    /**
     * 记录已抢红包的key
     */
    public static final String RED_PACKAGE_CONSUME_KEY = "redpackage:consume:";

    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * @Description: 拆分+发送红包
     * @Param: [totalMoney：红包总金额, redPackageNumber：红包个数]
     * @Return:
     */
    @RequestMapping("/send")
    public String sendRedPackage(int totalMoney, int redPackageNumber) {
        //  1 拆红包，总金额拆分成多少个红包，每个小红包里面包多少钱
        Integer[] splitRedPackages = splitRedPackage(totalMoney, redPackageNumber);
        //  2 红包的全局ID
        String key = RED_PACKAGE_KEY + IdUtil.simpleUUID();
        //  3 采用list存储红包并设置过期时间，发红包的只有一个，不用加锁
        redisTemplate.opsForList().leftPushAll(key, splitRedPackages);
        redisTemplate.expire(key, 1, TimeUnit.DAYS);
        return key + "\t" + "\t" + Ints.asList(Arrays.stream(splitRedPackages).mapToInt(Integer::valueOf).toArray());
    }


    /**
     * @Description: 抢红包
     * @Param: [redPackageKey：红包key, userId：抢红包的用户id]
     * @Return:
     */
    @RequestMapping("/rob")
    public String rodRedPackage(String redPackageKey, String userId) {
        //  1 验证某个用户是否抢过红包
        Object redPackage = redisTemplate.opsForHash().get(RED_PACKAGE_CONSUME_KEY + redPackageKey, userId);
        //  2 没有抢过就开抢，否则返回-2表示抢过
        if (redPackage == null) {
            //  2.1 从list里面出队一个红包，抢到了一个
            Object partRedPackage = redisTemplate.opsForList().leftPop(RED_PACKAGE_KEY + redPackageKey);
            if (partRedPackage != null) {
                //2.2 抢到手后，记录进去hash表示谁抢到了多少钱的某一个红包
                redisTemplate.opsForHash().put(RED_PACKAGE_CONSUME_KEY + redPackageKey, userId, partRedPackage);
                System.out.println("用户: " + userId + "\t 抢到多少钱红包: " + partRedPackage);
                //  TODO 后续异步进mysql或者RabbitMQ进一步处理
                return String.valueOf(partRedPackage);
            }
            //  抢完
            return "errorCode:-1,红包抢完了";
        }
        //  3 某个用户抢过了，不可以作弊重新抢
        return "errorCode:-2,   message: " + "\t" + userId + " 用户你已经抢过红包了";
    }

    /**
     * @Description: 拆完红包总金额 = 每个小红包金额总和
     * @Param: [totalMoney：红包总金额, redPackageNumber：红包个数]
     * @Return:
     */
    private Integer[] splitRedPackage(int totalMoney, int redPackageNumber) {
        //  已经被抢的金额
        int useMoney = 0;
        //  每个小红包金额
        Integer[] redPackageNumbers = new Integer[redPackageNumber];
        //  拆分红包
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < redPackageNumber; i++) {
            if (i == redPackageNumber - 1) {
                //  最后一个红包
                redPackageNumbers[i] = totalMoney - useMoney;
            } else {
                //  前面的红包用二倍均值法拆分
                int avgMoney = (totalMoney - useMoney) * 2 / (redPackageNumber - i);
                redPackageNumbers[i] = 1 + random.nextInt(avgMoney - 1);
            }
            useMoney = useMoney + redPackageNumbers[i];
        }
        return redPackageNumbers;
    }
}