公共号码池redis实现方案

概述

在企业级呼叫模型中，号码资源总是有限的，企业员工在使用有限的号码资源外呼时，就会有号码冲突的问题，如何解决多人共用少量号码的选号问题？

最近有一个新的业务需求，需要解决公共号码池的选号问题，号码池中的号码也有诸多约束，本文从这个需求中的号码池功能点出发，谈一谈使用redis实现分布式公共号码池的选号模型。

环境

centos：CentOS  release 7.0 (Final)或以上版本

freeswitch：v1.8.7

GCC：4.8.5

redis集群版本：redis-3.0.7

需求描述

客户应用下对应一个公共号码池，号码池功能描述如下：

1， 号码池中的号码可以随时添加，删除。

2， 号码池中的号码有注册在线状态和下线状态。

3， 当客户需要外呼时，要对号码池中的号码进行占用，占用状态的号码不能再次占用。呼叫结束后，占用结束恢复空闲状态。

外显号码的约束：

1，号码不能并发。

2，号码有在线状态。

3，号码状态变更支持分布式多线程。

需求分析

号码的状态区分，呼叫状态分idle/busy，在线状态分up/down。

号码的事件区分，add，del，reg，unreg，call，hangup。

号码的事件触发需要满足分布式，即多台服务器的多线程会同时触发号码的不同事件。

数据模型选择redis的list列表和hash哈希表俩种数据结构来保存号码池数据。

其中使用list保存idle+up的号码，使用hash保存号码池中全量号码的当前状态。

多个数据结构的redis操作，又要满足分布式，就要想办法把多个操作合并为原子操作，可选的方向有事务和lua脚本俩种方案。

在这里我们使用lua脚本的实现方案，可操作性更强，redis接口操作更方便，易扩展。

数据模型

redis的数据结构增加俩个，分别保存空闲在线的号码列表和全量号码状态。

空闲在线号码列表，LIST类型，KEY为{numpool}:idle:up，value为NUMBER。

全量号码状态，HASH类型，KEY为{numpool}:numstate，FIELD为NUMBER，value为json格式字符串。

{

"callstate":0,    //呼叫状态，0-idle，1-busy

"regstate":0    //在线状态，0-down，1-up

}

几个注意的点：

为什么选择LIST，不选SET。原本想选择SET，使用SPOP命令随机选号，但是lua脚本中不能调用随机命令，退而求其次选择LIST。

为什么KEY中使用{numpool}的前缀。在redis集群环境下，LUA脚本和脚本中使用到的所有的KEY必须要保证落在同一个SLOT中。所以使用{numpool}这种hash-tag格式的前缀来保证多个keys在redis的同一个SLOT。

脚本逻辑

对于号码状态的变更定义一个状态机迁移表，所有的状态和事件都在表中可以找到对应的处理流程。

num_state_table

{

号码当前状态       事件       后续状态       处理

nodata                  add     idle+down   增加号码状态

nodata                  del     nodata      返回成功

nodata                  reg     nodata      返回失败

nodata                  unreg   nodata      返回失败

nodata                  call    nodata      返回失败

nodata                  hangup  nodata      返回失败

idle+up         add     idle+up     返回成功

idle+up         del     nodata      删除号码状态，删除空闲号码

idle+up         reg     idle+up     返回成功

idle+up         unreg   idle+down   修改号码状态，删除空闲号码

idle+up         call    busy+up     修改号码状态，删除空闲号码

idle+up         hangup  idle+up     返回错误

idle+down       add     idle+down   返回成功

idle+down       del     nodata      删除号码状态

idle+down       reg     idle+up     修改号码状态，添加空闲号码

idle+down       unreg   idle+down   返回成功

idle+down       call    idle+down   返回错误

idle+down       hangup  idle+down   返回错误

busy+up         add     busy+up     返回成功

busy+up         del     nodata      删除号码状态

busy+up         reg     busy+up     返回成功

busy+up         unreg   busy+down   修改号码状态

busy+up         call    busy+up     返回错误

busy+up         hangup  idle+up     修改号码状态，添加空闲号码

busy+down       add     busy+down   返回成功

busy+down       del     nodata      删除号码状态

busy+down       reg     busy+up     修改号码状态

busy+down       unreg   busy+down   返回成功

busy+down       call    busy+down   返回错误

busy+down       hangup  idle+down   修改号码状态

}

数据结构和状态机定义好之后，脚本的逻辑就比较简单了，下面写了一个示例流程。

local statejson = redis.call('HGET', '{numpool}:numstate', number)

local state = cjson.decode(statejson)

if (0 == state.callstate and 1 == state.regstate and 'unreg' == eventtype)  //state: idle+up

then

local newstate = {

callstate = 0,

regstate = 0

}

end

local newstatejson = cjson.encode(newstate)

redis.call('HSET', '{numpool}:numstate', number, newstatejson)

redis.call('LREM', '{numpool}:idle:up', -1, number)

return "1"

调用方法

假设lua脚本的名称为numpool.lua。

redis集群的IP为192.168.0.1:6666,192.168.0.2:6666,192.168.0.3:6666。

lua脚本需要预先load加载到redis的3个master主节点，加载命令如下

./redis-cli -h 192.168.0.1 -p 6666 SCRIPT LOAD "$(cat numpool.lua)"

"6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d"

加载人员需要把命令返回的sha值（6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d）记录并写入模块对应的配置文件中，供业务代码调用时使用。

lua脚本调用命令如下

evalsha 6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d 1 {numpool} $eventtype [$number]

详细的命令格式介绍这里就不再介绍，有需要可以另外查找。

命令示例：

新增号码

evalsha 6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d 1 {numpool} add 123456

呼叫选号

evalsha 6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d 1 {numpool} call

号码上线

evalsha 6f05c87dd30ac0882ecd4a2516eb8cbc575be07d 1 {numpool} reg 123456

总结

redis的lua脚本模式很强大，可以解决redis多命令执行的事务性问题。

同时，在redis的集群模式下，也有很多坑和问题需要避免，比如key名的问题，比如随机命令的问题。

空空如常

求真得真