场景题：设计微信的双向好友添加/建群逻辑

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一、技术选型分析

在设计类似微信的社交软件时，技术选型需要考虑以下几个关键点：

1. 高并发支持：微信类应用用户量大，消息收发和群聊操作频繁，需要支持高并发读写。
2. 实时性：好友状态更新、消息推送等需要低延迟。
3. 扩展性：随着用户增长，系统需要水平扩展。
4. 数据一致性与可靠性：好友关系和群聊数据需要保证一致性和持久化。

1. 后端技术栈

• 语言与框架 ：
  • Java + Spring Boot：Java生态成熟，Spring Boot提供快速开发能力，适合企业级应用。
  • Netty：用于实现高性能的实时通信（如消息推送），支持WebSocket协议。
• 消息队列 ：
  • Kafka 或 RabbitMQ：用于异步处理消息发送、通知等高吞吐量任务。
• 缓存 ：
  • Redis：用于存储热点数据（如好友在线状态、群成员列表），提升查询性能。
• 分布式架构 ：
  • 微服务：将好友管理、群聊管理、消息服务拆分为独立模块，通过Spring Cloud或Dubbo实现服务间通信。

2. 数据库选择

• 关系型数据库（如MySQL） ：
  • 适合存储结构化数据，如用户信息、好友关系表。
  • 优点：支持事务，数据一致性强，SQL查询灵活。
  • 缺点：高并发下性能可能成为瓶颈。
• NoSQL数据库（如MongoDB或Cassandra） ：
  • 适合存储非结构化或半结构化数据，如群聊消息记录。
  • 优点：水平扩展能力强，适合高写吞吐量场景。
  • 缺点：一致性较弱，复杂查询支持有限。
• 图数据库（如Neo4j） ：
  • 适合处理好友关系这种高度关联的数据。
  • 优点：查询关系链（如共同好友）效率高。
  • 缺点：不适合存储大量非关系数据，扩展性有限。
• 综合选择 ：
  • MySQL + Redis：MySQL作为主数据库存储核心数据，Redis作为缓存加速查询。
  • MongoDB：用于存储群聊消息历史记录。
  • Neo4j（可选）：如果需要复杂的好友关系推荐功能，可以引入。

3. 其他组件

• 负载均衡：Nginx或F5，用于分发请求。
• 存储：对象存储（如AWS S3或MinIO）用于头像、群文件等。
• 推送服务：基于WebSocket或第三方（如极光推送）实现实时通知。

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二、功能需求分析

1. 好友功能 ：
   • 添加好友（双向验证）、删除好友、查看好友列表、好友状态（在线/离线）。
2. 拉群功能 ：
   • 创建群聊、邀请好友加入、退出群聊、查看群成员。

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三、数据库表结构设计

以下基于MySQL设计表结构，结合Redis优化查询。

1. 用户表（users）

存储用户基本信息。

CREATE TABLE users (
    user_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,  -- 用户ID
    username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,      -- 用户名
    nickname VARCHAR(50),                      -- 昵称
    avatar_url VARCHAR(255),                   -- 头像URL
    status TINYINT DEFAULT 0,                  -- 状态（0:离线, 1:在线）
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP
);

2. 好友关系表（friends）

存储双向好友关系，采用双向记录以简化查询。

CREATE TABLE friends (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    user_id BIGINT NOT NULL,                   -- 用户ID
    friend_id BIGINT NOT NULL,                 -- 好友ID
    status TINYINT DEFAULT 0,                  -- 关系状态（0:待验证, 1:已通过）
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id),
    FOREIGN KEY (friend_id) REFERENCES users(user_id),
    UNIQUE KEY (user_id, friend_id)            -- 避免重复关系
);

• 优化 ：在Redis中缓存用户的好友列表，如friends:user_id（Set结构）。

3. 群聊表（groups）

存储群聊基本信息。

CREATE TABLE groups (
    group_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, -- 群ID
    group_name VARCHAR(100) NOT NULL,          -- 群名称
    owner_id BIGINT NOT NULL,                  -- 群主ID
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    FOREIGN KEY (owner_id) REFERENCES users(user_id)
);

4. 群成员表（group_members）

存储群成员关系。

CREATE TABLE group_members (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    group_id BIGINT NOT NULL,                  -- 群ID
    user_id BIGINT NOT NULL,                   -- 用户ID
    role TINYINT DEFAULT 0,                    -- 角色（0:普通成员, 1:管理员, 2:群主）
    joined_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    FOREIGN KEY (group_id) REFERENCES groups(group_id),
    FOREIGN KEY (user_id) REFERENCES users(user_id),
    UNIQUE KEY (group_id, user_id)             -- 避免重复加入
);

• 优化 ：在Redis中缓存群成员列表，如group_members:group_id（Set结构）。

5. 消息表（messages）

存储群聊消息（好友私聊类似，可单独建表）。

CREATE TABLE messages (
    message_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    group_id BIGINT,                           -- 群ID（私聊可为空）
    sender_id BIGINT NOT NULL,                 -- 发送者ID
    content TEXT NOT NULL,                     -- 消息内容
    type TINYINT DEFAULT 0,                    -- 消息类型（0:文本, 1:图片, 2:文件等）
    created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    FOREIGN KEY (group_id) REFERENCES groups(group_id),
    FOREIGN KEY (sender_id) REFERENCES users(user_id)
);

• 优化：历史消息迁移至MongoDB，按群ID分片存储，Redis存储最新N条消息。

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四、核心功能实现逻辑

1. 添加好友

• 流程 ：

  1. 用户A发送好友请求给用户B，插入friends表（status=0）。
  2. 用户B同意后，更新status=1，并插入反向记录（B->A）。
  3. 更新Redis缓存。

• SQL示例 ：

  INSERT INTO friends (user_id, friend_id, status) VALUES (1, 2, 0);
  UPDATE friends SET status = 1 WHERE user_id = 1 AND friend_id = 2;
  INSERT INTO friends (user_id, friend_id, status) VALUES (2, 1, 1);

2. 创建群聊并拉人

• 流程 ：

  1. 创建群：插入groups表，群主加入group_members（role=2）。
  2. 拉人：批量插入group_members表。
  3. 更新Redis缓存。

• SQL示例 ：

  INSERT INTO groups (group_name, owner_id) VALUES ('群聊1', 1);
  INSERT INTO group_members (group_id, user_id, role) VALUES (1, 1, 2);
  INSERT INTO group_members (group_id, user_id) VALUES (1, 2), (1, 3);

3. 查询好友列表

• 从Redis读取friends:user_id，若无则查MySQL并回写Redis。

• SQL ：

  SELECT friend_id FROM friends WHERE user_id = 1 AND status = 1;

4. 查询群成员

• 从Redis读取group_members:group_id，若无则查MySQL。

• SQL ：

  SELECT user_id, role FROM group_members WHERE group_id = 1;

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五、性能优化与扩展

1. 分库分表 ：
   • 用户表按user_id哈希分片。
   • 群聊表按group_id分片。
2. 索引优化 ：
   • friends表加(user_id, status)复合索引。
   • group_members表加(group_id, user_id)索引。
3. 缓存策略 ：
   • 热点数据（如在线状态、群成员）存Redis，设置TTL。
   • 冷数据定期归档至MongoDB。
4. 分布式锁 ：
   • 用Redis实现添加好友、拉群时的并发控制。

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六、总结

• 技术选型：Java + Spring Boot + MySQL + Redis + MongoDB，兼顾性能与扩展性。
• 数据库：MySQL存储核心关系数据，Redis加速查询，MongoDB存消息历史。
• 表结构：规范化设计，结合缓存优化查询效率。
• 扩展性：通过分库分表和微服务架构支持用户增长。