千万级用户超高并发短信发送如何设计

清疚 2023-10-14 07:42 59阅读 0赞

### 千万级用户超高并发短信发送如何设计 ###

*  具体需求
 *  具体思考
 *  计算过程
 *  设计要点

# 具体需求 #

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# 具体思考 #

*  如何判断它进入了A城市
 *  15天内的新增人员应该只是极少数，绝大多数手机号估计已经发过短信了
 *  APP干万级用户，其中绝大多数是不会离开当前城市的
 *  一天一个用户可能经过多个城市，例如坐火车A->B->C,假设全国40个主要城市

# 计算过程 #

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肯定不是单点，因为每秒7万的数据量，所以采用集群模式。

采用拉取的方式，这样吞吐量和处理的速度会更快。分摊给不同的消费者，进而来降低每个服务器的处理压力。、

使用布隆过滤器，布隆过滤器是一个数据结构和一套算法。所以它是可以被存储到Redis当中的。因为Redis利用内存的高吞吐，它的并发量会更快。同时作为单台Redis，我们要进行业务处理的时候，也是扛不住的。因为前面的输入量太大。

所以Redis构建的是这种一主多从的Sentinel集群。它的主服务器主要是负责写入的，当然也可以承担一部分读取的工作。多台从属服务器可以起到流量分发的作用。

它的具体逻辑是在我们进行短信服务，在接入的时候，我们自己增加一个配置的路由列表。这里128、129、130对应了咱们这里三台服务器。同时IP地址后面会增加它的角色。wr代表的是可读可写，r代表只读（也就是从属服务器）。

短信服务会以随机的方式，从三个Redis节点中选一个出来，来进行访问。相同于就把流量以随机的方式进行了分担。当然，你不希望主服务器提供读取的话，把其变为只写就可以了。

相同于当前这个模式。做了一个读写分离的工作，未来请求量大的时候，我们只需要去增加从属节点就可以分摊压力了。这是在流量层面上做的事情。

在每个Redis中，因为在每个布隆过滤器，它作为数据结构，它是存储在了Redis的内存当中的。所以一旦布隆过滤器内容发生变化，它会从主服务器向从属服务器进行内容的同步。

布隆过滤器可以拦截绝大多数已经访问过的请求，这样布隆过滤器就能判断这个人15天内来没来过。

需要异步投递到运行商网关，因为运行商网关的响应速度比较慢，有可能需要1s或者2s等。

# 设计要点 #

布隆过滤器是一个bitmap，它占用的内存是非常非常少的，假设40座城市，占用内存计算：  
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布隆过滤器有小概率漏判的情况，但可以接收，布隆过滤器内存占用极少，千万级用户，可以设置100万位。漏判率很低。

为每一个城市设置一个布隆过滤器，包含最近十五天来过该城市的数据。

每天0点重新创建每一个城市的布隆过滤器，将过期手机号剔除。

短信服务消费者采用集群模式+拉取方式接收数据，保证利用集群特性分摊流量，同时利用拉取方式批量接收数据。

短信服务自建路由规则，均摊布隆过滤器访问压力。

短信发送也可以采用批量方式，比如缓存每30秒后批量向短信网关发送以提高效率。

Redis主从同步一致间隙问题会存在，但并不严重，在新增发送短信记录的逻辑中加入“近期防重发”的逻辑判断即可。

发送失败没关系，做一个任务调度过小段时间重试即可。

运营商网关没有提供回调接口，过小段时间获取短信发送状态。

**参考资料**：[【IT老齐295】千万级用户超高并发短信发送如何设计][IT_295]

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