springboot+websocket怎样实现并发抢红包功能

2023-06-22 04:06:11 223人浏览安东尼

摘要

这期内容当中小编将会给大家带来有关SpringBoot+websocket怎样实现并发抢红包功能，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。概述抢红包功能作为几大高并发场景中典型，应该如何实现？分析参考

这期内容当中小编将会给大家带来有关SpringBoot+websocket怎样实现并发抢红包功能，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

概述

抢红包功能作为几大高并发场景中典型，应该如何实现？

分析

参考微信抢红包功能，将抢红包分成一下几个步骤：

发红包；主要填写红包信息，生成红包记录
红包支付回调；用户发红包支付成功后，收到微信支付付款成功的回调，生成指定数量的红包。
抢红包；用户并发抢红包。
拆红包；记录用户抢红包记录，转账抢到的红包金额。

效果展示

项目使用sessionId模拟用户，示例打开俩个浏览器窗口模拟两个用户。

springboot+websocket怎样实现并发抢红包功能

设计开发

表结构设计

红包记录在 redpacket 表中，用户领取红包详情记录在 redpacket_detail 表中。

CREATE DATABASE  `redpacket`;use `redpacket`;CREATE TABLE `redpacket`.`redpacket` (  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',  `packet_no` varchar(32) NOT NULL COMMENT '订单号',  `amount` decimal(5,2) NOT NULL COMMENT '红包金额最高10000.00元',  `num` int(11) NOT NULL COMMENT '红包数量',  `order_status` int(4) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '订单状态：0初始、1待支付、2支付成功、3取消',  `pay_seq` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '支付流水号',  `create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',  `user_id` varchar(32) NOT NULL COMMENT '用户ID',  `update_time` datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',  `pay_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '支付时间',  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='红包订单表';CREATE TABLE `redpacket`.`redpacket_detail` (  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键ID',  `packet_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '红包ID',  `amount` decimal(5,2) NOT NULL COMMENT '红包金额',  `received` int(1) NOT NULL DEFAULT '0' COMMENT '是否领取0未领取、1已领取',  `create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',  `update_time` datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',  `user_id` varchar(32) DEFAULT NULL COMMENT '领取用户',  `packet_no` varchar(32) NOT NULL,  PRIMARY KEY (`id`)) ENGINE=InnoDB  DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='红包详情表';

发红包设计

用户需要填写红包金额、红包数量、备注信息等，生成红包记录，微信收银台下单，返回用户支付。

public RedPacket generateRedPacket(ReqSendRedPacketsVO data,String userId) {    final BigDecimal amount = data.getAmount();    //红包数量    final Integer num = data.getNum();    //初始化订单    final RedPacket redPacket = new RedPacket();    redPacket.setPacketNo(UUID.randomUUID().toString().replace("-", ""));    redPacket.setAmount(amount);    redPacket.setNum(num);    redPacket.setUserId(userId);    Date now = new Date();    redPacket.setCreateTime(now);    redPacket.setUpdateTime(now);    int i = redPacketMapper.insertSelective(redPacket);    if (i != 1) {        throw new ServiceException("生成红包出错", ExceptionType.SYS_ERR);    }    //模拟收银台下单    String paySeq = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");    //拿到收银台下单结果，更新订单为待支付状态    redPacket.setOrderStatus(1);//待支付    redPacket.setPaySeq(paySeq);    i = redPacketMapper.updateByPrimaryKeySelective(redPacket);    if (i != 1) {        throw new ServiceException("生成红包出错", ExceptionType.SYS_ERR);    }    return redPacket;}

springboot+websocket怎样实现并发抢红包功能

红包支付成功回调设计

用户支付成功后，系统接收到微信回调接口。

更新红包支付状态
二倍均值法生成指定数量红包，并批量入库。红包算法参考：Java实现4种微信抢红包算法
红包总数入redis，设置红包过期时间24小时
WEBSocket通知在线用户收到新的红包

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public void dealAfterOrderPayCallback(String userId,ReqOrderPayCallbackVO data) {    RedPacketExample example = new RedPacketExample();    final String packetNo = data.getPacketNo();    final String paySeq = data.getPaySeq();    final Integer payStatus = data.getPayStatus();    example.createCriteria().andPacketNoEqualTo(packetNo)            .andPaySeqEqualTo(paySeq)            .andOrderStatusEqualTo(1);//待支付状态    //更新订单支付状态    Date now = new Date();    RedPacket updateRedPacket = new RedPacket();    updateRedPacket.setOrderStatus(payStatus);    updateRedPacket.setUpdateTime(now);    updateRedPacket.setPayTime(now);    int i = redPacketMapper.updateByExampleSelective(updateRedPacket, example);    if (i != 1) {        throw new ServiceException("订单状态更新失败", ExceptionType.SYS_ERR);    }    if (payStatus == 2) {        RedPacketExample query = new RedPacketExample();        query.createCriteria().andPacketNoEqualTo(packetNo)                .andPaySeqEqualTo(paySeq)                .andOrderStatusEqualTo(2);        final RedPacket redPacket = redPacketMapper.selectByExample(query).get(0);        final List<BigDecimal> detailList = getRedPacketDetail(redPacket.getAmount(), redPacket.getNum());        final int size = detailList.size();        if (size <= 100) {            i = detailMapper.batchInsert(detailList, redPacket);            if (size != i) {                throw new ServiceException("生成红包失败", ExceptionType.SYS_ERR);            }        } else {            int times = size % 100 == 0 ? size / 100 : (size / 100 + 1);            for (int j = 0; j < times; j++) {                int fromIndex = 100 * j;                int toIndex = 100 * (j + 1) - 1;                if (toIndex > size - 1) {                    toIndex = size - 1;                }                final List<BigDecimal> subList = detailList.subList(fromIndex, toIndex);                i = detailMapper.batchInsert(subList, redPacket);                if (subList.size() != i) {                    throw new ServiceException("生成红包失败", ExceptionType.SYS_ERR);                }            }        }        final String RedisKey = REDPACKET_NUM_PREFIX + redPacket.getPacketNo();        String lua = "local i = redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1])\r\n" +                "if i == 1 then \r\n" +                "   local j = redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2])\r\n" +                "end \r\n" +                "return i";        //优化成lua脚本        final Long execute = redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(lua, Long.class), Arrays.asList(redisKey), size, 3600 * 24);        if (execute != 1L) {            throw new ServiceException("生成红包失败", ExceptionType.SYS_ERR);        }        //websocket通知在线用户收到新的红包        Websocket.sendMessageToUser(userId, JSONObject.tojsONString(redPacket));    }}private List<BigDecimal> getRedPacketDetail(BigDecimal amount, Integer num) {    List<BigDecimal> redPacketsList = new ArrayList<>(num);    //最小红包金额    final BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");    //最少需要红包金额    final BigDecimal bigNum = new BigDecimal(num);    final BigDecimal atLastAmount = min.multiply(bigNum);    //出去最少红包金额后剩余金额    BigDecimal remain = amount.subtract(atLastAmount);    if (remain.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {        for (int i = 0; i < num; i++) {            redPacketsList.add(min);        }        return redPacketsList;    }    final Random random = new Random();    final BigDecimal hundred = new BigDecimal("100");    final BigDecimal two = new BigDecimal("2");    BigDecimal redPacket;    for (int i = 0; i < num; i++) {        if (i == num - 1) {            redPacket = remain;        } else {            //100内随机获得的整数            final int rand = random.nextInt(100);            redPacket = new BigDecimal(rand).multiply(remain.multiply(two).divide(bigNum.subtract(new BigDecimal(i)), 2, RoundingMode.CEILING)).divide(hundred, 2, RoundingMode.FLOOR);        }        if (remain.compareTo(redPacket) > 0) {            remain = remain.subtract(redPacket);        } else {            remain = BigDecimal.ZERO;        }        redPacketsList.add(min.add(redPacket));    }    return redPacketsList;}

页面加载成功后初始化websocket,监听后端新红包生成成功，动态添加红包到聊天窗口。

$(function (){    var websocket;    if('WebSocket' in window) {        console.log("此浏览器支持websocket");        websocket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8082/websocket/${session.id}");    } else if('MozWebSocket' in window) {        alert("此浏览器只支持MozWebSocket");    } else {        alert("此浏览器只支持SockJS");    }    websocket.onopen = function(evnt) {        console.log("链接服务器成功!")    };    websocket.onmessage = function(evnt) {        console.log(evnt.data);        var json = eval('('+evnt.data+ ')');        obj.addPacket(json.id,json.packetNo,json.userId)    };    websocket.onerror = function(evnt) {};    websocket.onclose = function(evnt) {        console.log("与服务器断开了链接!")    }});

抢红包设计

抢红包设计高并发，本地单机项目，通过原子Integer控制抢红包接口并发限制为20，

private AtomicInteger receiveCount = new AtomicInteger(0);@PostMapping("/receive")public CommonJsonResponse receiveOne(@Validated @RequestBody CommonJsonRequest<ReqReceiveRedPacketVO> vo) {    Integer num = null;    try {        //控制并发不要超过20        if (receiveCount.get() > 20) {            return new CommonJsonResponse("9999", "太快了");        }        num = receiveCount.incrementAndGet();        final String s = orderService.receiveOne(vo.getData());        return StringUtils.isEmpty(s) ? CommonJsonResponse.ok() : new CommonJsonResponse("9999", s);    } finally {        if (num != null) {            receiveCount.decrementAndGet();        }    }}

对于没有领取过该红包的用户，在红包没有过期且红包还有剩余的情况下，抢红包成功，记录成功标识入redis,设置标识过期时间为5秒。

public String receiveOne(ReqReceiveRedPacketVO data) {    final Long redPacketId = data.getPacketId();    final String redPacketNo = data.getPacketNo();    final String redisKey = REDPACKET_NUM_PREFIX + redPacketNo;    if (!redisTemplate.hasKey(redisKey)) {        return "红包已经过期";    }    final Integer num = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(redisKey);    if (num <= 0) {        return "红包已抢完";    }    RedPacketDetailExample example = new RedPacketDetailExample();    example.createCriteria().andPacketIdEqualTo(redPacketId)            .andReceivedEqualTo(1)            .andUserIdEqualTo(data.getUserId());    final List<RedPacketDetail> details = detailMapper.selectByExample(example);    if (!details.isEmpty()) {        return "该红包已经领取过了";    }    final String receiveKey = REDPACKET_RECEIVE_PREFIX + redPacketNo + ":" + data.getUserId();    //优化成lua脚本    String lua = "local i = redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1])\r\n" +            "if i == 1 then \r\n" +            "   local j = redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2])\r\n" +            "end \r\n" +            "return i";    //优化成lua脚本    final Long execute = redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(lua, Long.class), Arrays.asList(receiveKey), 1, 5);    if (execute != 1L) {        return "太快了";    }    return "";}

拆红包设计

在用户抢红包成功标识未过期的状态下，且红包未过期红包未领完时，从数据库中领取一个红包，领取成功将领取记录写入redis以供查询过期时间为48小时。

@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public String openRedPacket(ReqReceiveRedPacketVO data) {    final Long packetId = data.getPacketId();    final String packetNo = data.getPacketNo();    final String userId = data.getUserId();    final String redisKey = REDPACKET_NUM_PREFIX + packetNo;    Long num = null;    try {        final String receiveKey = REDPACKET_RECEIVE_PREFIX + packetNo + ":" + userId;        if (!redisTemplate.hasKey(receiveKey)) {            log.info("未获取到红包资格，packet:{},user:{}", packetNo, userId);            throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);        }        redisTemplate.delete(receiveKey);        if (!redisTemplate.hasKey(redisKey)) {            log.info("红包过期了，packet:{}", packetNo);            throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);        }        num = redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey, -1);        if (num < 0L) {            log.info("红包领完了，packet:{}", packetNo);            throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);        }        final int i = detailMapper.receiveOne(packetId, packetNo, userId);        if (i != 1) {            log.info("红包真的领完了，packet:{}", packetNo);            throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);        }        RedPacketDetailExample example = new RedPacketDetailExample();        example.createCriteria().andPacketIdEqualTo(packetId)                .andReceivedEqualTo(1)                .andUserIdEqualTo(userId);        final List<RedPacketDetail> details = detailMapper.selectByExample(example);        if (details.size() != 1) {            log.info("已经领取过了，packet:{}，user:{}", packetNo, userId);            throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);        }        //处理加款        log.info("抢到红包金额{}，packet:{}，user:{}", details.get(0).getAmount(), packetNo, userId);        final String lisTKEy = REDPACKET_LIST_PREFIX + packetNo;        redisTemplate.opsForList().leftPush(listKey,details.get(0));        redisTemplate.expire(redisKey, 48, TimeUnit.HOURS);        return "" + details.get(0).getAmount();    } catch (Exception e) {        if (num != null) {            redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey, 1L);        }        log.warn("打开红包异常", e);        throw new ServiceException("红包飞走了", ExceptionType.SYS_ERR);    }}

其中 detailMapper.receiveOne(packetId, packetNo, userId); sql如下，将指定红包记录下未领取的红包更新一条未当前用户已经领取，若成功更新一条则表示领取成功，否则领取失败。

update redpacket_detail dset received = 1,update_time = now(),user_id = #{userId,jdbcType=VARCHAR}where received = 0and packet_id = #{packetId,jdbcType=BIGINT}and packet_no = #{packetNo,jdbcType=VARCHAR}and user_id is nulllimit 1

获取红包领取记录设计

直接充redis中获取用户领取记录，没有则直接获取数据库并同步至redis。

public RespReceiveListVO receiveList(ReqReceiveListVO data) {    //红包记录redisKey    final String packetNo = data.getPacketNo();    final String redisKey = REDPACKET_LIST_PREFIX + packetNo;    if (!redisTemplate.hasKey(redisKey)) {        RedPacketDetailExample example = new RedPacketDetailExample();        example.createCriteria().andPacketNoEqualTo(packetNo)                .andReceivedEqualTo(1);        final List<RedPacketDetail> list = detailMapper.selectByExample(example);        redisTemplate.opsForList().leftPushAll(redisKey, list);        redisTemplate.expire(redisKey, 24, TimeUnit.HOURS);    }    List retList = redisTemplate.opsForList().range(redisKey, 0, -1);    final Object collect = retList.stream().map(item -> {        final JSONObject packetDetail = (JSONObject) item;        return ReceiveRecordVO.builder()                .amount(packetDetail.getBigDecimal("amount"))                .receiveTime(packetDetail.getDate("updateTime"))                .userId(packetDetail.getString("userId"))                .packetId(packetDetail.getLong("redpacketId"))                .packetNo(packetDetail.getString("redpacketNo"))                .build();    }).collect(Collectors.toList());    return RespReceiveListVO.builder().list((List) collect).build();}