IM专题：服务化架构IM系统（4）— 红包

在 IM 系统中，“红包” 是一种很常见的应用。在前面的文章（见IM专题：IM需求分析模型）中，我们曾分析过，“红包” 属于扩展功能需求，“消息” 属于基础功能需求，红包功能的实现需要基于消息功能的实现。

在文章（见IM专题：分层架构IM系统（12）—消息收发逻辑实现）中，我们深入分析过消息的收发流程；在 IM 的服务化架构中，消息收发逻辑与在分层架构中类似，见下图，我们快速回顾一下。

图中箭头表示数据流向。IM 服务化架构中，消息收发也包括三个阶段：

一、生产消息阶段

客户端 uid=101基于与入口服务 tcp-entry 之间的 tcp 长连接，发送消息到 tcp-entry；tcp-entry 不处理任何业务逻辑，将消息通过 RPC 转发到消息服务 msg-logic；msg-logic 首先通过调用 msg-das 原子服务将消息保存到消息库，再通过调用 contacts-das 原子服务将联系人信息保存到联系人库；最后，msg-logic 回复 tcp-entry，tcp-entry 回复客户端；生产消息阶段结束。

二、推送消息阶段

msg-logic 通过调用 cache-das 原子服务访问 redis 缓存，判断客户端 uid=102 是否在线：如果用户 uid=102 离线，msg-logic 通过 MQ 通知 offline-extlogic 进行离线消息的用户触达逻辑；如果用户 uid=102 在线，msg-logic 通过 RPC 将消息推送到入口服务 ws-entry，由 ws-entry 通过与客户端 uid=102 之间的 websocket 长连接，将消息推送到客户端 uid=102；推送消息阶段结束。

三、确认消息阶段

客户端 uid=102 接收到消息后，回复 ack 包到 ws-entry，ws-entry 转发 ack 包到 msg-logic，msg-logic 通过时间轮逻辑（见IM专题：分层架构IM系统（13）—时间轮方案实现）处理所有消息接收方回复的 ack 包；若 msg-logic 没有及时收到 ack 包，则仍然会通过 MQ 通知 offline-extlogic 进行离线消息的用户触达逻辑；确认消息阶段结束。

基于消息的收发逻辑，红包实现方案应该如何设计呢？

红包是一个类秒杀的高并发应用，尤其是在一个非常活跃的群里，群成员会在一个非常集中的时间内进行访问操作，系统会出现一个瞬时的高吞吐。

红包方案设计的关键就在于如何解决高吞吐的问题；在高吞吐量的请求中，大部分的请求是读的操作，只有少量的抢到红包的请求才会有写的操作；对于抗高吞吐读的常用策略，一般会使用缓存。红包实现方案见下图。

红包是一种特殊的消息类型，它的特殊性在于消息内容是一个H5页面。红包逻辑包括两个阶段：发红包和收红包，在操作上，收红包包括抢红包和拆红包。

一、发红包

如图，群成员 uid=101 向群里发送红包。

客户端 uid=101 发送红包群消息，客户端 uid=102、uid=103、uid=104 分别收到了这个红包群消息；这个逻辑与群消息逻辑完全一致（见IM专题：分层架构IM系统（14）—群消息逻辑实现）；
IM-Server（具体地说是 msg-logic 服务）将红包消息发送给 MQ，由红包服务来消费；
红包服务先将红包数据写入数据库，再将数据写入缓存，数据库与缓存数据保持一致；
数据库中 “红包计数表” 包括（总金额，总个数，剩余金额，剩余个数）4个关键字段；
缓存中 “红包计数记录” 包括（剩余金额，剩余个数）2个关键数值。

二、收红包

看到红包的群成员，点击红包的 H5 页面，该页面包括 “抢红包” 和 “拆红包” 两步操作，由红包服务分别响应抢红包和拆红包；“抢红包” 和 “拆红包” 的两步操作，既从业务体验上增加了趣味性，也为降低数据库的访问压力准备了设计空间。

在响应 “抢红包” 的操作时，红包服务读取缓存记录，判断 “剩余个数” ，若为 0，则显示红包被抢光；在活跃的群里面，大部分群成员在抢红包的过程中，止步于此；
在响应 “拆红包” 的操作时，红包服务会首先再读取一次缓存，毕竟从抢到红包到拆红包这个间隙，红包个数是在快速锐减的；此时若 “剩余个数” > 0，红包服务会去更新数据库；
流程能到更新数据库这一步，不代表一定能抢到红包，因为缓存和数据库不是一个原子性操作，当缓存中表示有剩余红包时，往往会有多个客户端流量流向数据库对数据库进行并发访问；不过无序担心，此时访问数据库的流量经过前两次缓存的抵挡，已经非常少了；为了避免红包的 “超卖” 问题，更新数据的 SQL 语句需要加上必要的条件：update 红包计数表 set 剩余金额=剩余金额-红包金额，剩余个数=剩余个数-1 where 剩余个数 >=1；
当更新数据库成功时，则表示红包已到手；此时红包服务去更新缓存：set 剩余金额剩余金额-红包金额；set 剩余个数剩余个数-1 ；更新后的缓存数据会抵御后面大部分千军万马的抢红包流量。

最后，总结文中关键：