一个简易版支付路由实现
一个简易版支付路由实现
By 马冬亮(凝霜 Loki)
一个人的战争(http://blog.csdn.net/MDL13412)
缘起
今天跟小伙伴晚上出去吃饭，聊到：假如用户选着工行支付，总共有1000单，其中300单给财付通，100 单给百付宝，600给支付宝（支付渠道）
算法设计
我们先看一种简单的情况：取一个大小为1000的数组，其中[0-300)分配给财富通，[300,400)分配给百付宝，[400,1000)分配给支付宝（当然可以约分后再计算，这里为了清晰，不进行约分），如下图所示：
对于这个数组，我们将对应区间内的内容填充为相应支付渠道的引用，使用一个计数器，每次有支付请求到来时，就将计数器加1并对1000取余，并用这个计数器去引用数组中的支付渠道，就可以按比例分配的目的。
这个算法的一些弊端：
- 支付渠道分配不均匀，一段时间内的请求，都会是某个支付渠道；
- 动态添加、删除支付渠道困难；
- 动态改变支付渠道所占比例困难；
- 在支付路由集群中，会造成比例不稳定；
下面我们对这一算法进行改进：
按照支付渠道的数量开一个数组，里面维护一些计算比例的基本信息，如下图所示：
这次，计数器在支付渠道之间自增、取余，而对应的支付渠道，利用hitRate和curHitCount两个变量来模拟上一个算法中区间的比例；
例如，当前有1001次支付请求：
第1次，选择财付通渠道，对应的财付通渠道curHitCount加1，其值小于对应的hitRate，因此可以选择；
第2次，选择百付宝渠道，符合条件，选取；
第3次，选择支付宝渠道，符合条件，选取；
第4次，选择财付通渠道，符合条件，选取；
第5次，选择百付宝渠道，符合条件，选取；
......
第300次，选择支付宝渠道，符合条件，选取；
第301次，选择百付宝渠道，因为此时其curHitCount = 100，大于等于其hitRate，按照其权重，其不再进行分配，选择下一渠道支付宝，符合条件，选取；
第302次，因为上次百付宝选取失败，选择了支付宝，因此这次计数器取余后的结果为0，因此选取财付通渠道，符合条件，选取；
第303次，选择百付宝渠道，同样因为权重问题，跳过，选择下一渠道支付宝，符合条件，选取；
....
在700次请求后，财付通渠道的权重用完，因此后续的300次支付全部使用支付宝渠道；
第1001次，因为所有支付渠道权重全部用完，因此需要重置个系统的curHitCount，开始新一轮的分配。
实现
为了让算法更清晰，去掉了各种校验以及多线程的处理，让读者更容易理解。
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <utility>
#include <list>
#include <vector>
#include <map>
using namespace std;
class BankRouter
{
typedef map<string, int> BankHistRateIndexMapping_t;
struct BankHitRateCounter
{
BankHitRateCounter(const string name, const unsigned int rate) :
hitRate(rate),
curHitCount(0),
disabled(false),
bankName(name)
{
}
unsigned int hitRate;
unsigned int curHitCount;
bool disabled;
const string bankName;
};
typedef vector<BankHitRateCounter> BankRateArray_t;
public:
typedef pair<string, unsigned int> BankHitRate_t;
public:
BankRouter(list<BankHitRate_t> bankHitRate)
{
int index = 0;
for (list<BankHitRate_t>::const_iterator iter = bankHitRate.begin();
bankHitRate.end() != iter; ++iter) {
// 去重、校验等逻辑省略...
bankRateArray_.push_back(
BankHitRateCounter(iter->first, iter->second));
bankRateMapping_[iter->first] = index++;
}
bankRateLength_ = bankRateArray_.size();
}
virtual ~BankRouter()
{
}
string nextBank()
{
if (curBankPtr_ >= bankRateLength_) {
curBankPtr_ = 0;
}
int curBankPtrBk = curBankPtr_;
bool flag = false;
while (true) {
if (curBankPtr_ >= bankRateLength_) {
curBankPtr_ = 0;
flag = true;
}
// 如果遍历一遍还没有合适的银行可供选择，则说明所有银行均不可用
// 或者计数器已满，需要重置
if (curBankPtrBk == curBankPtr_ && flag) {
// 检测是否全部为disabled，防止死循环，略...
resetBankRateArray();
curBankPtr_ = 0;
curBankPtrBk = 0;
flag = false;
}
if (bankRateArray_[curBankPtr_].disabled) {
++curBankPtr_;
} else {
if (++bankRateArray_[curBankPtr_].curHitCount <=
bankRateArray_[curBankPtr_].hitRate) {
return bankRateArray_[curBankPtr_++].bankName;
} else {
++curBankPtr_;
}
}
}
}
void enableBank(string bankName)
{
bankRateArray_[bankRateMapping_[bankName]].disabled = false;
}
void dienableBank(string bankName)
{
bankRateArray_[bankRateMapping_[bankName]].disabled = true;
}
private:
void resetBankRateArray()
{
for (BankRateArray_t::iterator iter = bankRateArray_.begin();
bankRateArray_.end() != iter; ++iter) {
iter->curHitCount = 0;
}
}
private:
BankRouter(const BankRouter &);
BankRouter &operator =(const BankRouter &);
private:
BankRateArray_t bankRateArray_;
int curBankPtr_;
int bankRateLength_;
BankHistRateIndexMapping_t bankRateMapping_;
};
void test(BankRouter &br, const int n)
{
for (int i = 0; i < n; ++i) {
cout << br.nextBank() << endl;
}
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
list<BankRouter::BankHitRate_t> l;
l.push_back(make_pair("cft", 3));
l.push_back(make_pair("bfb", 1));
l.push_back(make_pair("zfb", 6));
BankRouter br(l);
test(br, 20);
cout << "--------------------" << endl;
br.dienableBank("cft");
test(br, 14);
cout << "--------------------" << endl;
br.enableBank("cft");
test(br, 20);
return 0;
}
运行结果（大家可以观察支付渠道的切换）：
cft bfb zfb cft zfb cft zfb zfb zfb zfb cft bfb zfb cft zfb cft zfb zfb zfb zfb -------------------- bfb zfb zfb zfb zfb zfb zfb bfb zfb zfb zfb zfb zfb zfb -------------------- cft cft cft cft bfb zfb cft zfb cft zfb zfb zfb zfb cft bfb zfb cft zfb cft zfb