基于redis实现抢红包功能（包括余额退回处理）

本文将讲述使用redis实现抢红包功能，采用发红包时将红包拆好存储，解决红包金额平衡问题（两种算法）、解决超发现象、将数据通过消息队列传递给另一个服务写入数据库，现阶段不考虑redis宕机的情况。

--新增余额处理。

框架为：springboot2.x，环境搭建、maven配置略。

一个简单的前端页面模拟并发量：

两个功能：一个发红包和一个抢红包

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
pageEncoding="UTF-8"%>
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head><meta charset="UTF-8"><title>Title</title>
</head>
<body>
<script type="text/javascript" src="/js/jquery.min.js"></script>
<script type="text/javascript">
function  aaa(){var redId=1;var num=document.getElementById("userNum").value;for (var i = 1; i<=num;i++){$.post("http://localhost:8081/rushToBuy/redPaper",{"userId":i,"redId":redId},function (result) {});}
}
function  bbb(){var redId=1;var amount=document.getElementById("amount").value*100;var num=document.getElementById("num").value;if (amount<num){alert("每个红包最少一分钱")return;}$.post("http://localhost:8081/rushToBuy/sendRedPaperLine",{"redId":redId,"amount":amount,"num":num},function (result) {});
}
</script>抢红包 <button id="but1" onclick="aaa()">启动</button>  |抢红包人数：<input id="userNum"><br>
发红包 <button id="but2" onclick="bbb()">发送</button>  |红包金额：<input id="amount"> 红包个数：<input id="num">
</body>
</html>

一、我们先来实现redis功能

实现发红包时将红包拆分存储到redis

使用的算法1：线性切割法。

中心思想：将总金额想象成一条那么长的线段，需要分割成num份，随机num-1次，将每次的随机值映射到该线段上。这样的好处是将随机交给程序，缺点是有小概率造成某个人分配过多（抢红包嘛，只要不是太离谱就可以接受）。

代码思路：获取(0,max)的随机数（防止有人抢到红包但金额为0），使用Treeset进行排序去重（去重是为了防止随机到相同大小，会导致一个人抢到红包但金额为0）,然后循环将两个区间内的差值作为红包金额存入redis。

 /*算法1 分段切割法 红包算法*/public void sendRedPaperLine(int redId,int amount,int num){Random random=new Random();int m=0,n=amount;Set<Integer> sets = new TreeSet<>();//(m,n)区间for (int i =0;i<(num-1);i++){int randInt = random.nextInt(n-m-1)+(m+1);  //将区间控制在(0,max) ,不能出现为0和最大的情况sets.add(randInt);}while (sets.size()<(num-1)){int randInt = random.nextInt(n-m-1)+(m+1);sets.add(randInt);}int cur=0; //做为当前set循环中的上一参数for (Integer i:sets){redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)(i-cur)/100);cur=i;}redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)(amount-cur)/100);}

因为算法1使用的redis中的list，所以取走一个少一个，不会存在多人拿到同一个的情况，所以可以忽略超发问题。

那么不需要考虑超发问题，抢红包时的代码就非常简单。

  public void RushRedPaper(int redId, int userId) {Double amount = (Double) redisTemplate.opsForList().leftPop("redId:"+redId);if (amount!=null){RedPaperUserInfo userInfo = new RedPaperUserInfo();userInfo.setRedId(redId);userInfo.setCreateTime(LocalDateTime.now());userInfo.setUserId(userId);userInfo.setRushAmount(Double.valueOf(amount));redisTemplate.opsForHash().put("redInfo:"+redId,"user:"+userId,userInfo);System.out.println("用户id:"+userId+"抢到了"+Double.valueOf(amount)+"元");}}

测试一下：100元红包，20个，100人抢。

输出结果：让我们恭喜一个4号倒霉蛋。

用户id:6抢到了2.29元
用户id:4抢到了0.09元
用户id:3抢到了13.56元
用户id:2抢到了7.86元
用户id:1抢到了5.18元
用户id:5抢到了5.36元
用户id:11抢到了2.68元
用户id:7抢到了11.6元
用户id:9抢到了1.16元
用户id:8抢到了6.48元
用户id:10抢到了1.82元
用户id:12抢到了0.47元
用户id:13抢到了5.72元
用户id:16抢到了3.72元
用户id:17抢到了17.56元
用户id:14抢到了5.89元
用户id:18抢到了5.55元
用户id:15抢到了1.18元
用户id:20抢到了0.93元
用户id:19抢到了0.9元

算法2.两倍均值法

中心思想：剩余红包金额为M，剩余人数为N，每次抢到的金额 = 随机区间 (0, M/N *2)

代码实现：抢红包代码不变，只改变发红包时的代码，需要注意的是最后一个人要把剩余的所有金额拿走。

  /*算法2 二倍均值法 红包算法*/public void sendRedPaperTwo(int redId,int amount,int num){Random random=new Random();//剩余红包金额为M，剩余人数为N，每次抢到的金额 = 随机区间 (0, M/N *2)for (;num>1;num--){int randInt = random.nextInt(amount/num*2-1)+1;  //将区间控制在(0, M/N *2) ,不能出现为0和最大的情况amount -= randInt;redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)randInt/100);}//最后一个将剩余所有金额拿走redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)amount/100);}

测试一下：100元红包，20个，100人抢。

输出结果：

用户id:1抢到了1.18元
用户id:2抢到了15.22元
用户id:3抢到了0.02元
用户id:4抢到了2.7元
用户id:7抢到了5.79元
用户id:6抢到了3.02元
用户id:5抢到了12.11元
用户id:8抢到了2.53元
用户id:9抢到了5.79元
用户id:10抢到了9.82元
用户id:11抢到了9.08元
用户id:12抢到了2.2元
用户id:13抢到了9.67元
用户id:14抢到了0.45元
用户id:15抢到了6.45元
用户id:16抢到了2.42元
用户id:17抢到了1.31元
用户id:19抢到了5.1元
用户id:18抢到了2.44元
用户id:20抢到了2.7元

二、通过消息队列异步实现持久化

使用的消息队列为activeMQ，搭建略。

在抢红包的方法中进行修改：

   @Autowiredprivate JmsMessagingTemplate jmsMessagingTemplate;@Value("${activemq.name}")private String name;
@Overridepublic void RushRedPaper(int redId, int userId) {Double amount = (Double) redisTemplate.opsForList().leftPop("redId:"+redId);if (amount!=null){RedPaperUserInfo userInfo = new RedPaperUserInfo();userInfo.setRedId(redId);DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String localdataString = LocalDateTime.now().format(dtf);userInfo.setCreateTime(localdataString);userInfo.setUserId(userId);userInfo.setRushAmount(Double.valueOf(amount));redisTemplate.opsForHash().put("redInfo:"+redId,"user:"+userId,userInfo);jmsMessagingTemplate.convertAndSend(name,JSONObject.fromObject(userInfo).toString());System.out.println("用户id:"+userId+"抢到了"+Double.valueOf(amount)+"元");}}

避免包的信任问题，改由json字符串传递。

将消息发送到消息队列后，由监听器异步监听接收消息，写入到mysql进行持久化操作。

@Component
public class RedPaperListener {@Autowiredprivate RedPaperUserInfoDao redPaperUserInfoDao;@Async@JmsListener(destination = "${activemq.name}")public void getRedInfo(Message message){if (message instanceof TextMessage) {TextMessage textMessage = (TextMessage) message;try {String s = textMessage.getText();RedPaperUserInfo redPaperUserInfo=(RedPaperUserInfo)  JSONObject.toBean(JSONObject.fromObject(s), RedPaperUserInfo.class);redPaperUserInfoDao.insert(redPaperUserInfo);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}
}

三、红包余额退回

本来没写这块内容，后来发现这个余额退回也不是那么直白，毕竟设置了过期时间的key一失效便拿不到红包的信息，在网上找了一些解决方案，比如quartz框架，但这个框架暂时还没学习，后面可能会有补充。于是通过逻辑去解决这个问题。

过期退回思路：在拆红包时向redis存两条数据，一条队列存小红包的信息，一条字符串存该红包的过期时间。当红包过期触发监听事件，读取队列里红包的信息，使用完删除（既然使用了队列，只需要把里面的内容都取走即可）。避免监听不及时，在领取红包的内容也增加了判断。

代码实现：

先配置redis，打开监听。放开这一条notify-keyspace-events Ex

重启redis，在项目里增加配置。

@Configuration
public class RedisListenerConfig {@BeanRedisMessageListenerContainer container(RedisConnectionFactory connectionFactory) {RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();container.setConnectionFactory(connectionFactory);return container;}
}

修改之前的发红包逻辑，以二倍均值法为例。

仅仅增加了一句代码：redisTemplate.opsForValue().set("copyredId:"+redId,"0",30, TimeUnit.SECONDS);

public void sendRedPaperTwo(int redId,int amount,int num){//每次发红包将两条数据放入redis中，一条存数据，一条存过期时间redisTemplate.opsForValue().set("copyredId:"+redId,"0",30, TimeUnit.SECONDS);Random random=new Random();//剩余红包金额为M，剩余人数为N，每次抢到的金额 = 随机区间 (0, M/N *2)for (;num>1;num--){int randInt = random.nextInt(amount/num*2-1)+1;  //将区间控制在(0, M/N *2) ,不能出现为0和最大的情况amount -= randInt;redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)randInt/100);}//最后一个将剩余所有金额拿走redisTemplate.opsForList().leftPush("redId:"+redId,(double)amount/100);}

修改抢红包代码。增加了红包过期判断，当用户点击红包，如果过期则去返还这个红包余额（为了防止监听器来不及处理）。

public void RushRedPaper(int redId, int userId) {Object copyred= redisTemplate.opsForValue().get("copyredId:"+redId);//为空则已过期,当用户再次点击时清空红包if (copyred==null){Double stockMoney = 0.0;while (true){Double obj =  (Double)redisTemplate.opsForList().leftPop("redId:"+redId);if (obj==null){System.out.println("该红包已过期");break;}stockMoney+=obj;}if (Math.abs(stockMoney) > 0.000001){System.out.println("还有"+stockMoney+"元未领取，返回给用户");}return;}Double amount = (Double) redisTemplate.opsForList().leftPop("redId:"+redId);if (amount!=null){RedPaperUserInfo userInfo = new RedPaperUserInfo();userInfo.setRedId(redId);DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");String localdataString = LocalDateTime.now().format(dtf);userInfo.setCreateTime(localdataString);userInfo.setUserId(userId);userInfo.setRushAmount(Double.valueOf(amount));redisTemplate.opsForHash().put("redInfo:"+redId,"user:"+userId,userInfo);jmsMessagingTemplate.convertAndSend(name,JSONObject.fromObject(userInfo).toString());System.out.println("用户id:"+userId+"抢到了"+Double.valueOf(amount)+"元");}}

最后设置监听器，用来通知红包过期，返还红包余额。

@Component
public class RedisKeyExpirationListener extends KeyExpirationEventMessageListener {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;public RedisKeyExpirationListener(RedisMessageListenerContainer listenerContainer) {super(listenerContainer);}/*** 针对redis数据失效事件，进行数据处理* @param message* @param pattern*/@Async@Overridepublic void onMessage(Message message, byte[] pattern) {//监听失效key，将余额返回给用户String expiredCopyKey = message.toString();String expiredKey=expiredCopyKey.substring(4);Double stockMoney=0.0;while (true){Double obj = (Double) redisTemplate.opsForList().leftPop(expiredKey);if (obj==null){break;}stockMoney+=obj;}//有余额if (Math.abs(stockMoney)>0.000001){System.out.println("还有"+stockMoney+"元未领取，返回给用户");}}
}