微信、陌陌 架构方案分析

微信、陌陌 架构方案分析

近两年、手机应用,莫过于微信、陌陌之类最受欢迎;但实现原理,分享文章甚少。
故,提出两种方案,供分享;不对之处,敬请留言学习。

目标

解决大型应用(微信、陌陌级别)中,用户经纬度在不断更新,用户查找频繁的问题。(每分钟1000W级)

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方案A

本方案前,请先阅读 http://www.wubiao.info/372

由上文,简单可得;
1、仅需每分钟将用户的经纬度,上报到数据库;
2、然后每次用户查找附近好友时,通过 LIKE ‘wm3yr3%’,即可获取

缺点:稍有一定数据量,对数据库的鸭梨可想而知

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方案B

策略

假象把中国分成,若干个一平方公里的单元格,
1、用户位置的变更,理解为一个单元格移动到另外一个单元格(或者不移动)
2、用户查找附近,理解为查找,自己所在方块的的所有人

数据结构

1、用户基本信息 纬度、经度、GeoHash值(经纬度,仅用于后期距离计算)
2、单元格 集合(用户1,用户2,…)

存储工具

1、redis string(key->value) 结构,存储用户基本信息
2、redis set(集合) 结构,以GeoHash值,前6位作为key(约表示一平方千米),存储单元格的用户群

算法流程

1、更新用户信息,先删除用户原所在集合,再更新当前用户信息,最后更新当前用户所在集合
2、查找附近,直接查找,所在单元格集合所有用户ID

具体实现

<?php

/**
* LBS核心类
*
* @author name <simplephp@163.com>
* @site http://www.wubiao.info
*/

include_once(‘geohash.class.php’);

class lbs
{

//索引长度 6位
protected $index_len = 6;

protected $redis;

protected $geohash;

public function __construct()
{
//redis
$this->redis = new Redis();
$this->redis->pconnect(‘127.0.0.1′,’6379’);

//geohash
$this->geohash = new Geohash();
}

/**
* 更新用户信息
*
* @param mixed $latitude 纬度
* @param mixed $longitude 经度
*/
public function upinfo($user_id,$latitude,$longitude)
{

//原数据处理

//获取原Geohash
$o_hashdata = $this->redis->hGet($user_id,’geo’);

if(!empty($o_hashdata))
{
//原索引
$o_index_key = substr($o_hashdata, 0, $this->index_len);

//删除
$this->redis->sRem($o_index_key,$user_id);
}

//新数据处理

//纬度
$this->redis->hSet($user_id,’la’,$latitude);

//经度
$this->redis->hSet($user_id,’lo’,$longitude);

//Geohash
$hashdata = $this->geohash->encode($latitude,$longitude);
$this->redis->hSet($user_id,’geo’,$hashdata);

//索引
$index_key = substr($hashdata, 0, $this->index_len);

//存入
$this->redis->sAdd($index_key,$user_id);

return true;
}

/**
* 获取附近用户
*
* @param mixed $latitude 纬度
* @param mixed $longitude 经度
*/
public function serach($latitude,$longitude)
{
//Geohash
$hashdata = $this->geohash->encode($latitude,$longitude);

//索引
$index_key = substr($hashdata, 0, $this->index_len);

//取得
$user_id_array = $this->redis->sMembers($index_key);

return $user_id_array;
}

}

?>

性能测试

<?php

/**
* 模拟数据上报
*
* @author name <simplephp@163.com>
* @site http://www.wubiao.info
*/

include_once(‘lbs.class.php’);

$b_time = microtime(true);

$n = 0;

while(1)
{
//user_id 1~1000000
$user_id = rand(1,1000000);

//latitude 30.59773~30.726786
$rand_latitude = rand(30597730,30726786);
$latitude = $rand_latitude/1000000;

//longitude 103.983192 ~104.16069
$rand_longitude = rand(103983192,104160690);
$longitude = $rand_longitude/1000000;

$lbs = new lbs();

$lbs->upinfo($user_id,$latitude,$longitude);

$n++;
mylog($n);

$e_time = microtime(true);

if(($e_time-$b_time)>=60)
{
exit;
}
}

function mylog($content)
{
file_put_contents(‘upinfo.log’,$content.”\r\n”,FILE_APPEND);
}

?>

 

<?php

/**
* 模拟查找附近
*
* @author name <simplephp@163.com>
* @site http://www.wubiao.info
*/

include_once(‘lbs.class.php’);

$b_time = microtime(true);

$n = 0;

while(1)
{
//latitude 30.59773~30.726786
$rand_latitude = rand(30597730,30726786);
$latitude = $rand_latitude/1000000;

//longitude 103.983192 ~104.16069
$rand_longitude = rand(103983192,104160690);
$longitude = $rand_longitude/1000000;

$lbs = new lbs();

$re = $lbs->serach($latitude,$longitude);

$n++;
mylog($n);

$e_time = microtime(true);

if(($e_time-$b_time)>=60)
{
exit;
}
}

function mylog($content)
{
file_put_contents(‘search.log’,$content.”\r\n”,FILE_APPEND);
}

?>

测试环境

虚拟机,内存256M,主频2.93GHz

性能结果

模拟了100W活跃用户行为,不断更新,不断查找附近好友

//60 seconds insert
88544

//60 seconds search
117660

//成都 100W人,数据占用内存
11.97M

总结

从测试结果来看,完全能满足,微信、陌陌之类的性能要求;

尚可改进之处:

1、Geohash,可写成PHP C扩展;或者其他Geohash实现方式
2、Redis,内存消耗较大,可考虑redis集群方案
3、本文仅查出本单元格用户,提高精度,可查出周围八个单元个,求交集
4、求出结果,如需按照由远到近排序;读出Redis经纬度,利用距离公式排序方可。(可参照上一篇文字)

附redis安装方法
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//redis
wget http://redis.googlecode.com/files/redis-2.4.14.tar.gz
make
make install

//配置
cp redis.conf /etc/

vi /etc/redis.conf
#后台
daemonize yes
#日志
logfile /dev/null
#存储
dir ./

//小内存,内核参数
echo 1 > /proc/sys/vm/overcommit_memory

//防火墙
vi /etc/sysconfig/iptables
-A RH-Firewall-1-INPUT -m state –state NEW -m tcp -p tcp –dport 6379 -j ACCEPT
service iptables restart

//启动
redis-server /etc/redis.conf

//测试
redis-cli set foo bar
OK
redis-cli get foo
bar

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//php redis 扩展

//源码

http://pecl.php.net/package/redis

//手册

http://redis.readthedocs.org/en/latest/

//安装
/opt/server/php/bin/phpize
./configure –with-php-config=/opt/server/php/bin/php-config
make
make install

//配置
vi php.ini
[redis]
extension = redis.so

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