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官方實現
算法原理：
搶紅包的期望收益應與先後順序無關
保證每個用戶至少能搶到一個預設的最小金額，人民幣紅包設置的最小金額一般是0.01元。如果需要發其他貨幣類型的紅包，比如區塊鏈貨幣或者積分，需要自定義一個最小金額。
所有搶紅包的人領取的子紅包的金額之和加起來，等於發紅包的人發出的總紅包的金額。
下面實現的方式是一次生成所有的子紅包，讓用戶按順序領取。也可以每領取一個生成一個，兩種方式性能上各有優劣。
代碼實現
public static BigDecimal getRandomMoney(RedPackage _redPackage) {
// remainSize 剩餘的紅包數量
// remainMoney 剩餘的錢
if (_redPackage.remainSize == 1) {
_redPackage.remainSize--;
return _redPackage.remainMoney.setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN);
}
BigDecimal random = BigDecimal.valueOf(Math.random());
BigDecimal min = BigDecimal.valueOf(0.01);
BigDecimal halfRemainSize = BigDecimal.valueOf(_redPackage.remainSize).divide(new BigDecimal(2), BigDecimal.ROUND_UP);
BigDecimal max1 = _redPackage.remainMoney.divide(halfRemainSize, BigDecimal.ROUND_DOWN);
BigDecimal minRemainAmount = min.multiply(BigDecimal.valueOf(_redPackage.remainSize - 1)).setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN);
BigDecimal max2 = _redPackage.remainMoney.subtract(minRemainAmount);
BigDecimal max = (max1.compareTo(max2) < 0) ? max1 : max2;
BigDecimal money = random.multiply(max).setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN);
money = money.compareTo(min) < 0 ? min: money;
_redPackage.remainSize--;
_redPackage.remainMoney = _redPackage.remainMoney.subtract(money).setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN);;
return money;
}
運行結果
（30人搶500塊）數據模型如下：
微信搶紅包架構介紹
Q1：微信的金額什麼時候算？
答：微信金額是拆的時候實時算出來，不是預先分配的，採用的是純內存計算，不需要預算空間存儲。。
採取實時計算金額的考慮：預算需要佔存儲，實時效率很高，預算才效率低。
Q2：實時性：爲什麼明明搶到紅包，點開後發現沒有？
答：最開始2014年的紅包一點開就知道金額，分兩次操作，先搶到金額，然後再轉賬。
2015年之後的紅包的拆和搶是分離的，需要點兩次，因此會出現搶到紅包了，但點開後告知紅包已經被領完的狀況。進入到第一個頁面不代表搶到，只表示當時紅包還有。
Q3：分配：紅包裏的金額怎麼算？爲什麼出現各個紅包金額相差很大？
答：隨機，額度在0.01和剩餘平均值2之間。例如：發100塊錢，總共10個紅包，那麼平均值是10塊錢一個，那麼發出來的紅包的額度在0.01元～20元之間波動。當前面3個紅包總共被領了40塊錢時，剩下60塊錢，總共7個紅包，那麼這7個紅包的額度在：0.01～（60/72）=17.14之間。
注意：這裏的算法是每被搶一個後，剩下的會再次執行上面的這樣的算法。
這樣算下去，會超過最開始的全部金額，因此到了最後面如果不夠這麼算，那麼會採取如下算法：保證剩餘用戶能拿到最低1分錢即可。
如果前面的人手氣不好，那麼後面的餘額越多，紅包額度也就越多，因此實際概率一樣的。
Q4：紅包是如何設計的？
答：微信從財付通拉取金額數據郭萊，生成個數/紅包類型/金額放到redis集羣裏，app端將紅包ID的請求放入請求隊列中，如果發現超過紅包的個數，直接返回。根據紅包的裸祭處理成功得到令牌請求，則由財付通進行一致性調用，通過像比特幣一樣，兩邊保存交易記錄，交易後交給第三方服務審計，如果交易過程中出現不一致就強制迴歸。
Q5：併發性處理：紅包如何計算被搶完？
答：cache會抵抗無效請求，將無效的請求過濾掉，實際進入到後臺的量不大。cache記錄紅包個數，原子操作進行個數遞減，到0表示被搶光。財付通按照20萬筆每秒入賬準備，但實際還不到8萬每秒。
Q6：通如何保持8w每秒的寫入？
答：多主sharding，水平擴展機器。
Q7：一個紅包一個隊列？
答：沒有隊列，一個紅包一條數據，數據上有一個計數器字段。
Q8：有沒有從數據上證明每個紅包的概率是不是均等？
答：不是絕對均等，就是一個簡單的拍腦袋算法。
Q9：拍腦袋算法，會不會出現兩個最佳？
答：會出現金額一樣的，但是手氣最佳只有一個，先搶到的那個最佳。
Q10：每領一個紅包就更新數據麼？
答：每搶到一個紅包，就cas更新剩餘金額和紅包個數。
Q11：紅包如何入庫入賬？
數據庫會累加已經領取的個數與金額，插入一條領取記錄。入賬則是後臺異步操作。
Q12：入帳出錯怎麼辦？比如紅包個數沒了，但餘額還有？
答：最後會有一個take all操作。另外還有一個對賬來保障。
Q13：數據容量多少？
答：一個紅包只佔一條記錄，有效期只有幾天，因此不需要太多空間。
Q14：查詢紅包分配，壓力大不？
答：搶到紅包的人數和紅包都在一條cache記錄上，沒有太大的查詢壓力。
以來源於QCon某高可用架構羣整理，整理朱玉華。
二倍均值法
算法原理:
剩餘紅包金額M，剩餘人數N，那麼：每次搶到金額=隨機(0，M/N2)
保證了每次隨機金額的平均值是公平的
假設10人，紅包金額100元
第一人：100/102=20，隨機範圍(0,20)，平均可以搶到10元
第二人：90/92=20，隨機範圍(0,20)，平均可以搶到10元
第三人：80/82=20，隨機範圍(0,20)，平均可以搶到10元
以此類推，每次隨機範圍的均值是相等的
缺點：
除了最後一次，任何一次搶到的金額都不會超過人均金額的兩倍，並不是任意的隨機
代碼實現
/**
* 二倍均值法
* @param totalAmount
* @param totalPeopleNum
* @return
*/
public static List<Integer> divideRedPackage(Integer totalAmount,
Integer totalPeopleNum) {
List<Integer> amountList = new ArrayList<Integer>();
//爲了使用random.nextInt(Integer)方法不得不先把紅包金額放大100倍，最後在main函數裏面再除以100
//這樣就可以保證每個人搶到的金額都可以精確到小數點後兩位
Integer restAmount = totalAmount * 100;
Integer restPeopleNum = totalPeopleNum;
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < totalPeopleNum - 1; i++) {
// 隨機範圍：[1，剩餘人均金額的兩倍)，左閉右開
int amount = random.nextInt(restAmount / restPeopleNum * 2 - 1) + 1;
restAmount -= amount;
restPeopleNum--;
amountList.add(amount);
}
amountList.add(restAmount);
return amountList;
}
運行結果
線段切割法
算法原理:
把紅包總金額想象成一條很長的線段，而每個人搶到的金額，則是這條主線段所拆分出的若干子線段。
當N個人一起搶紅包的時候，就需要確定N-1個切割點。
因此，當N個人一起搶總金額爲M的紅包時，我們需要做N-1次隨機運算，以此確定N-1個切割點。
隨機的範圍區間是[1，100* M）。當所有切割點確定以後，子線段的長度也隨之確定。這樣每個人來搶紅包的時候，只需要順次領取與子線段長度等價的紅包金額即可。
代碼實現
/**
* 線段分割法
* @param money
* @param n
* @return
*/
private static List<Integer> segmentRedPackage(double money, int n) {
//驗證參數合理校驗
//爲了使用random.nextInt(Integer)方法不得不先把紅包金額放大100倍，最後在main函數裏面再除以100
//這樣就可以保證每個人搶到的金額都可以精確到小數點後兩位
int fen = (int) (money * 100);
if (fen < n || n < 1) {
System.out.println("紅包個數必須大於0，並且最小紅包不少於1分");
}
List<Integer> boards = new ArrayList<>();
boards.add(0);
boards.add(fen);
//紅包個數和板磚個數的關係
while (boards.size() <= n) {
int index = new Random().nextInt(fen - 1) + 1;
if (boards.contains(index)) {
//保證板子的位置不相同
continue;
}
boards.add(index);
}
//計算每個紅包的金額，將兩個板子之間的錢加起來
Collections.sort(boards);
List<Integer> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < boards.size() - 1; i++) {
Integer e = boards.get(i + 1) - boards.get(i);
list.add(e);
}
return list;
}
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