微信抢红包过期失效实战案例

前言

微信红包业务，发红包之后如果24小时之内没有被领取完就自动过期失效。

架构设计

业务流程

• 老板发红包，此时缓存初始化红包个数，红包金额(单位分)，并异步入库。

• 红包数据入延迟队列，唯一标识+失效时间

• 红包数据出延迟队列，根据唯一标识清空红包缓存数据、异步更新数据库、异步退回红包金额

代码案例

这里我们使用Java内置的DelayQueue来实现，DelayQueue是一个无界的BlockingQueue，用于放置实现了Delayed接口的对象，其中的对象只能在其到期时才能从队列中取走。这种队列是有序的，即队头对象的延迟到期时间最长。

老板发了10个红包一共200人民币，假装只有9个人抢红包。

发红包，缓存数据进入延迟队列：

   /**
     * 有人没抢 红包发多了
     * 红包进入延迟队列
     * 实现过期失效
     * @param redPacketId
     * @return
     */
    @ApiOperation(value="抢红包三",nickname="爪哇笔记")
    @PostMapping("/startThree")
    public Result startThree(long redPacketId){
        int skillNum = 9;
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(skillNum);//N个抢红包
        /**
         * 初始化红包数据，抢红包拦截
         */
        redisUtil.cacheValue(redPacketId+"-num",10);
        /**
         * 初始化红包金额，单位为分
         */
        redisUtil.cacheValue(redPacketId+"-money",20000);
        /**
         * 加入延迟队列 24s秒过期
         */
        RedPacketMessage message = new RedPacketMessage(redPacketId,24);
        RedPacketQueue.getQueue().produce(message);
        /**
         * 模拟 9个用户抢10个红包
         */
        for(int i=1;i<=skillNum;i++){
            int userId = i;
            Runnable task = () -> {
                /**
                 * 抢红包 判断剩余金额
                 */
                Integer money = (Integer) redisUtil.getValue(redPacketId+"-money");
                if(money>0){
                    Result result = redPacketService.startTwoSeckil(redPacketId,userId);
                    if(result.get("code").toString().equals("500")){
                        LOGGER.info("用户{}手慢了，红包派完了",userId);
                    }else{
                        Double amount = DoubleUtil.divide(Double.parseDouble(result.get("msg").toString()), (double) 100);
                        LOGGER.info("用户{}抢红包成功，金额：{}", userId,amount);
                    }
                }
                latch.countDown();
            };
            executor.execute(task);
        }
        try {
            latch.await();
            Integer restMoney = Integer.parseInt(redisUtil.getValue(redPacketId+"-money").toString());
            LOGGER.info("剩余金额：{}",restMoney);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return Result.ok();
    }

红包队列消息：

/**
 * 红包队列消息
 */
public class RedPacketMessage implements Delayed {

    private static final DateTimeFormatter F = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

    /**
     * 默认延迟3秒
     */
    private static final long DELAY_MS = 1000L * 3;

    /**
     * 红包 ID
     */
    private final long redPacketId;

    /**
     * 创建时间戳
     */
    private final long timestamp;

    /**
     * 过期时间
     */
    private final long expire;

    /**
     * 描述信息
     */
    private final String description;

    public RedPacketMessage(long redPacketId, long expireSeconds) {
        this.redPacketId = redPacketId;
        this.timestamp = System.currentTimeMillis();
        this.expire = this.timestamp + expireSeconds * 1000L;
        this.description = String.format("红包[%s]-创建时间为:%s,超时时间为:%s", redPacketId,
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(timestamp), ZoneId.systemDefault()).format(F),
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(expire), ZoneId.systemDefault()).format(F));
    }

    public RedPacketMessage(long redPacketId) {
        this.redPacketId = redPacketId;
        this.timestamp = System.currentTimeMillis();
        this.expire = this.timestamp + DELAY_MS;
        this.description = String.format("红包[%s]-创建时间为:%s,超时时间为:%s", redPacketId,
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(timestamp), ZoneId.systemDefault()).format(F),
                LocalDateTime.ofInstant(Instant.ofEpochMilli(expire), ZoneId.systemDefault()).format(F));
    }

    public long getRedPacketId() {
        return redPacketId;
    }

    public long getTimestamp() {
        return timestamp;
    }

    public long getExpire() {
        return expire;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(this.expire - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        return (int) (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS));
    }
}

红包延迟队列：

/**
 * 红包延迟队列
 */
public class RedPacketQueue {

    /** 用于多线程间下单的队列 */
    private static DelayQueue queue = new DelayQueue<>();

    /**
     * 私有的默认构造子，保证外界无法直接实例化
     */
    private RedPacketQueue(){}
    /**
     * 类级的内部类，也就是静态的成员式内部类，该内部类的实例与外部类的实例
     * 没有绑定关系，而且只有被调用到才会装载，从而实现了延迟加载
     */
    private static class SingletonHolder{
        /**
         * 静态初始化器，由JVM来保证线程安全
         */
        private  static RedPacketQueue queue = new RedPacketQueue();
    }
    //单例队列
    public static RedPacketQueue getQueue(){
        return SingletonHolder.queue;
    }
    /**
     * 生产入队
     * 1、执行加锁操作
     * 2、把元素添加到优先级队列中
     * 3、查看元素是否为队首
     * 4、如果是队首的话，设置leader为空，唤醒所有等待的队列
     * 5、释放锁
     */
    public  Boolean  produce(RedPacketMessage message){
        return queue.add(message);
    }
    /**
     * 消费出队
     * 1、执行加锁操作
     * 2、取出优先级队列元素q的队首
     * 3、如果元素q的队首/队列为空,阻塞请求
     * 4、如果元素q的队首(first)不为空,获得这个元素的delay时间值
     * 5、如果first的延迟delay时间值为0的话,说明该元素已经到了可以使用的时间,调用poll方法弹出该元素,跳出方法
     * 6、如果first的延迟delay时间值不为0的话,释放元素first的引用,避免内存泄露
     * 7、判断leader元素是否为空,不为空的话阻塞当前线程
     * 8、如果leader元素为空的话,把当前线程赋值给leader元素,然后阻塞delay的时间,即等待队首到达可以出队的时间,在finally块中释放leader元素的引用
     * 9、循环执行从1~8的步骤
     * 10、如果leader为空并且优先级队列不为空的情况下(判断还有没有其他后续节点),调用signal通知其他的线程
     * 11、执行解锁操作
     */
    public  RedPacketMessage consume() throws InterruptedException {
        return queue.take();
    }
}

红包延迟队列过期消费，监听任务：

/**
 * 红包延迟队列过期消费
 */
@Component("redPacket")
public class TaskRunner implements ApplicationRunner {

    private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(TaskRunner.class);

    @Autowired
    private RedisUtil redisUtil;

    ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor(r -> {
        Thread thread = new Thread(r);
        thread.setName("RedPacketDelayWorker");
        thread.setDaemon(true);
        return thread;
    });

    @Override
    public void run(ApplicationArguments var){
        executorService.execute(() -> {
            while (true) {
                try {
                    RedPacketMessage message = RedPacketQueue.getQueue().consume();
                    if(message!=null){
                        long redPacketId = message.getRedPacketId();
                        LOGGER.info("红包{}过期了",redPacketId);
                        /**
                         * 获取剩余红包个数以及金额
                         */
                        int num = (int) redisUtil.getValue(redPacketId+"-num");
                        int restMoney = (int) redisUtil.getValue(redPacketId+"-money");
                        LOGGER.info("剩余红包个数{}，剩余红包金额{}",num,restMoney);
                        /**
                         * 清空红包数据
                         */
                        redisUtil.removeValue(redPacketId+"-num");
                        redisUtil.removeValue(redPacketId+"-money");
                        /**
                         * 异步更新数据库、异步退回红包金额
                         */
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
}

适用场景

淘宝订单到期，下单成功后60s之后给用户发送短信通知，限时支付、缓存系统等等。

演示

在Application中有接口演示说明，你可以在抢红包 Red Packet Controller接口中输入任何参数进行测试，也可以配合数据库稍加修改即可作为生产环境的抢红包功能模块。

源码

https://gitee.com/52itstyle/spring-boot-seckill