你好，我是yes。

今天年三十，老板一早就在微信群里发了红包，我一看别人拿了199，为啥我只拿了19？

一下子就好奇这个算法到底是怎么计算的，具体的流程细节到底是怎样？为什么要点开红包再点个拆，而不是直接点开就看到钱？

于是乎找了找资料，这里做一个分享。(以下内容由Jack Jiang整理，内容来自网络)

微信红包算法要点汇总

这是目前能找到的仅有的一份，有微信团队人员参与的微信红包算法技术要点的讨论资料。分享于2015年，差不多是微信红包刚火没多久，大概是微信技术团队的人当时没有现在这些技术之外的顾虑，所以作了有限的分享，资料难得，本次重新整理了一下，可以作为参考资料使用。以下是资料正文。

资料来源：来自InfoQ的某架构群的技术讨论，由朱玉华整理（个人博客是：zhuyuhua.com（目前已无法访问））。
资料背景：起因是有朋友在朋友圈咨询微信红包的架构，于是在微信团队成员参与讨论的情况下，我（指“朱玉华”）整理了这次讨论的技术要点，也就是下面的内容（内容为问答形式）。

算法实现的技术要点

问：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。

为什么采取实时计算金额？原因是：实时效率更高，预算才效率低下。预算还要占额外存储。因为红包只占一条记录而且有效期就几天，所以不需要多大空间。就算压力大时，水平扩展机器是。

问：关于实时实时性，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。

问：关于分配算法，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～（60/72）=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。

问：红包的设计
答：微信从财付通拉取金额数据过来，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。根据红包的逻辑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。

问：并发性处理：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。

问：通如何保持8w每秒的写入？
答：多主sharding，水平扩展机器。

问：数据容量多少？
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。

问：查询红包分配，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。

问：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。

问：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。

问：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。

问：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。

问：红包如何入库入账？
答：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。

问：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。

问：既然在抢的时候有原子减了就不应该出现抢到了拆开没有的情况？
答：这里的原子减并不是真正意义上的原子操作，是Cache层提供的CAS，通过比较版本号不断尝试。

问：cache和db挂了怎么办？
答：主备 +对账。

问：为什么要分离抢和拆？
答：总思路是设置多层过滤网，层层筛选，层层减少流量和压力。

这个设计最初是因为抢操作是业务层，拆是入账操作，一个操作太重了，而且中断率高。从接口层面看，第一个接口纯缓存操作，搞压能力强，一个简单查询Cache挡住了绝大部分用户，做了第一道筛选，所以大部分人会看到已经抢完了的提示。

问：抢到红包后再发红包或者提现，这里有什么策略吗？
答：大额优先入账策略。

针对上面的技术要点，有人还画了张原理图（这是网上能找到的相对清晰的版本）：

微信抢红包的过程模拟

针对上节中整理的资料，当有人在微信群里发了一个 N 人的红包、总金额 M 元，后台大概的技术逻辑如下。

3.2.1）发红包后台操作：

• 1）在数据库中增加一条红包记录，存储到CKV，设置过期时间；

• 2）在Cache（可能是腾讯内部kv数据库，基于内存，有落地，有内核态网络处理模块，以内核模块形式提供服务））中增加一条记录，存储抢红包的人数N。
  

3.2.2）抢红包后台操作：

1）抢红包分为抢和拆：抢操作在Cache层完成，通过原子减操作进行红包数递减，到0就说明抢光了，最终实际进入后台拆操作的量不大，通过操作的分离将无效请求直接挡在Cache层外面。

这里的原子减操作并不是真正意义上的原子减操作，是其Cache层提供的CAS，通过比较版本号不断尝试，存在一定程度上的冲突，冲突的用户会放行，让其进入下一步拆的操作，这也解释了为啥有用户抢到了拆开发现领完了的情况。

2）拆红包在数据库完成：通过数据库的事务操作累加已经领取的个数和金额，插入一条领取流水，入账为异步操作，这也解释了为啥在春节期间红包领取后在余额中看不到。

拆的时候会实时计算金额，其金额为1分到剩余平均值2倍之间随机数，一个总金额为M元的红包，最大的红包为 M * 2 /N（且不会超过M），当拆了红包后会更新剩余金额和个数。财付通按20万笔每秒入账准备，实际只到8万每秒。

最后

好了，大概就分享这么多。还有一个补充猜想这里提下：

微信可能不是对全金额进行随机的，可能在派发红包之前，已经对金额做了处理，比如，事先减去(红包个数*0.01)，之后在每个红包的随机值基础上加 0.01，以此来保证每个红包最小值都是 0.01。

知乎上对于微信红包算法的讨论问题很多人参与，有兴趣可以上去看看，或许会有更多启发：《微信红包的随机算法是怎样实现的？》

参考资料

[1] 微信红包随机算法初探
[2] 微信红包算法的分析
[3] 微信红包的架构设计简介
[4] 微信红包的随机算法是怎样实现的？

我是yes，祝大家新年快乐~我们明年见~