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10小节：开发支持百万预约优惠券功能

作者：程序员马丁

在线博客：https://nageoffer.com

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开发优惠券预约通知功能（一），元数据信息：

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内容摘要：在比对了多种优惠券预约提醒的技术架构方案后，最终选择了 RocketMQ 5.x 的任意延时消息机制来实现预约提醒。通过线程池并行通知用户的方式，提升了提醒的效率。在此过程中，我们使用了位图技术，将多个时间段的提醒信息高效地存储在一个字段中，从而实现了对海量提醒的精准管理和高效处理。

课程目录如下所示：

  • 业务背景
  • Git 分支
  • 数据库表设计
  • 创建优惠券预约提醒
  • 文末总结

业务背景​

大家可以类比 12306 购票预约功能。当购买紧张列车的车票时，我们通常会提前设置预约提醒，以便在开票时及时购买。类似地，优惠券预约提醒也具有很强的时效性，同时需要支持海量用户的提醒需求。为了实现这一点，我们选择了 RocketMQ 5.x 的任意延时消息功能，并通过线程池来并行提醒用户。

在实现过程中，我们采用了位图（bitmap）思想，巧妙地利用单一字段实现了多个时间段的预约提醒功能。通过这种方式，我们不仅满足了海量提醒的需求，还确保了系统的高效和时效性。

整体实现较为复杂，涉及到二进制操作较多，如果大家不熟悉二进制 &、^、位移等操作，需要网上提前学习下。

Git 分支​

20240918_dev_coupon-remind-v1_rocketmq-bitmap_youya

本章节预约提醒优惠券核心代码由优雅同学贡献，感谢优雅提供的优秀代码设计。

数据库表设计​

1. 用户预约表 SQL​

CREATE TABLE `t_coupon_template_remind` (
  `user_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '用户ID',
  `coupon_template_id` bigint(20) NOT NULL COMMENT '券ID',
  `information` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '存储信息',
  `shop_number` bigint(20) DEFAULT NULL COMMENT '店铺编号',
  `start_time` datetime DEFAULT NULL COMMENT '优惠券开抢时间',
  PRIMARY KEY (`user_id`,`coupon_template_id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='用户预约提醒信息存储表';

2. 是否分库分表？​

考虑到主键由 coupon_template_id 和 user_id 组成，均为 bigint 类型，各占 8 字节，总计 16 字节。MySQL 的页大小为 16KB。

  • 索引页：每条记录由主键（8 字节 + 8 字节）加上指针（6 字节）组成，共计 22 字节。因此，索引页最多可存储：16,384 字节 ÷ 22 字节 ≈ 744 条记录。
  • 数据页：每条记录包含主键（16 字节）、information（8 字节）、shop_number（8 字节）和 start_time（8 字节），合计 40 字节。因此，数据页最多可存储：16,384 字节 ÷ 40 字节 ≈ 410 条记录。

在三层 B+ 树结构下，最大可存储的记录数为：744（第一层）× 744（第二层）× 410（叶子节点）≈ 226,492,160 条记录。

即大约 2.26 亿条记录。考虑到实际情况中页内可能存在的其他开销，这个数值可能会略少，但至少可以支持 2 亿条记录。

假设用户量为 5000 万，那么平均每个用户可以预约 4 张券，完全满足需求。

通过设置定时任务，定期删除已过期的记录，可以有效控制数据量。因此，单表结构已经足够承载当前业务需求，无需进行分库分表。

3. 为什么不设置主键 ID？​

如果我们额外创建一个自增的 id 作为主键，那么除了主键索引外，我们仍然需要通过 (user_id, coupon_template_id) 唯一定位一条记录。这意味着我们还需要建立一个联合索引 (user_id, coupon_template_id) 来提高查询性能。因此，额外添加一个 id 作为主键并没有实际意义。

没有显示给出主键的话，MySQL 会找个唯一索引做主键，如果没有唯一索引，就给个隐藏主键。我们通过唯一索引字段作为主键，可以节省额外的主键字段大小。

由于 (user_id, coupon_template_id) 本身就是唯一的，所以直接将其作为主键既能保证唯一性，又能提升查询效率。

为什么选择 (user_id, coupon_template_id) 而不是 (coupon_template_id, user_id) 作为主键？

因为用户可能会查询自己预约了哪些提醒券，我们需要根据 user_id 来检索他预约的所有券。将 user_id 放在前面，可以符合索引的最左前缀匹配原则，显著提高查询性能。

4. 存储信息指的是什么？​

一个用户可以有多个券，每个券的信息都是用位图（存储信息字段）存储的，可以存用户对该优惠券模板的所有预约消息，一个 Long 类型的字段就搞定了。

存储信息字段中，我们使用 5 分钟作为一个间隔，支持提前一小时提醒，也就是最多支持一共有 12 个值。并且，我们能支持 5 种通知方式，通过位图的设计思路放到一个字段里，详情看下文描述。

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