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把 14 億中國人都拉到一個微信群,程序員在技術上能實現嗎?

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根據國家統計局的數據,截至 2017 年末,中國大陸總人口為 13 億 9008 萬人(包括 31 個省、自治區、直轄市和中國人民解放軍現役軍人,不包括香港、澳門和臺灣以及海外華僑人數),早已超過 13 億。

目前,微信群組成員人數上限為 500 人,把近 14 億中國人都拉到一個微信群,從技術的角度考慮現實嗎?需要多少臺服務器?而且在一個 14 億人的群里,要怎樣搶紅包?手機會不會爆炸?這個問題炸出了騰訊官方的回答:

先說結論:****也許可以實現,但你會什么都看不見。

根據 2017 年《微信數據報告》的公開數據 [參考 1] :2017 年 9 月,微信日均登陸 9.02 億人,日均發送消息 380 億次。這意味著平均每人每天發送信息 42 條,如果全國人民(對了,現在全國人口已經接近 14 億)在同一個群里說話,這個群每天出現的信息就高達:這么多信息僅僅是勻速發送的話,考慮到大家的睡眠,睡覺的 8 小時不算,那么手機里每秒要接收的信息就是:

哇塞,每秒超過 100 萬條啊!目前主頻最高的手機 CPU 之一,高通驍龍 845有 2.8GHz 的處理能力[參考 2] ,一共是 8 核。如不計算安卓系統、顯示刷新、網絡 IO 等 CPU 操作的話,每條信息能分配到的計算能力是:

這是什么概念?全球第一款微處理器是 1971 年英特爾推出的 Intel 4004[參考 3],這個老古董的主頻也有 108KHz 啊。所以 21.9KHz 就是啥也干不了。幸好 IT 界有個摩爾定律:每 18 個月 CPU 性能就能翻倍(或者價錢是一半)。雖然現有科技已經很難讓主頻提升(某牙膏廠拼命擠也只有 5 Ghz)。但假設我們使用了黑科技提升主頻。等到了 2025 摩爾定律失效時[參考 4],我們的手機 CPU 主頻應該達到:

看起來不錯嘛,不過每條消息能得到的計算能力將達到:

圖6:把 14 億中國人都拉到一個微信群,在技術上能實現嗎?呵呵,依然沒有達到 Intel 4004 的水平,所以結果就是你等了 7 年,還是進不了這個全國群搶一個紅包。

好吧,咱們讓手機接入一個給力點的電腦, 比如說全球超算第一名的太湖之光,1 千萬個 CPU 核心 [參考 5] 來幫忙處理這個宇宙第一大微信群。算力的問題總算有了著落。

我們假設平均每條消息有 10 個漢字,這大概相當于 30 byte,算上應用層會加上一定的控制字符,再加上 TCP/IP 網絡層的數據消耗大概是 74 byte,取個整,平均每條消息有 100 byte,每個 byte 相當于 8 個 bit。

這時每秒需要的網絡帶寬大約是:

如果有人發紅包,需要的帶寬就更大了。

理論上,4G 網絡能支持 1000 Mbps[參考 6],但別忘了,是全國人民在同一個群里,而你周圍的人也需要同樣的帶寬,這使得你附近的基站不堪重負,陷入癱瘓。

為了避免網絡癱瘓導致你搶不到紅包或者看群消息,你需要搬到一個周圍沒有人的基站,比如放暑假了全校只有你還沒回家的時候。

不過運營商的日子就不好過了,因為這一秒全國上下的流量就達到了驚人的:

這相當于 2017 年 4 月份的全國移動數據總流量的 65.7%[參考 7],意味著每 18 秒就能用完全國一年的流量。運營商瑟瑟發抖.gif

如果把 1.146 Ebit 數據用 2TByte 3.5 英寸硬盤(20 mm 高)裝起來,然后疊起來,有 1433.25 m,相比之下,全球最高樓——迪拜的哈里發塔只有區區 828m。

當然,如果確實有需要,我相信電信運營商們肯定砸下重金為你建設全世界最大的寬帶網絡。

不過,接下來該花錢的就不是運營商——而是騰訊了。

為了處理這 1.146 Ebps 的流量, 騰訊需要準備 11466 萬套交換機和服務器。

目前一臺大廠 4 口萬兆交換機售價大約是 4000 元,一臺便宜帶萬兆口的服務器則大概需要 10000 元,這兩項加起來的費用是:

呃,僅僅這兩項就相當于 深圳 2014 年全年的 GDP[參考 8]。

這里還不包括網線、電線、服務器機架、機房托管、電費、運行支出……

這么多設備的存放也是個問題。一臺帶萬兆(10Gbps)口的 2U 服務器有 88.9 mm 高,這樣疊起來就有:

這差不多是中國到美國的飛機航線距離啊,用來修鐵路也是夠夠的了。

好了,有了這么多設備加持,這下你終于可以愉快地進了群。

但你驚訝地發現,屏幕上除了白色,什么都沒有——這是因為你的眼睛沒辦法接收這么快的數據!

人眼的視覺暫留時間是 100-400 毫秒[參考 9] ,而我們這個群每秒鐘就要顯示 102 萬條信息,每條消息停留的時間只有大概 0.001 毫秒。相比之下,電影、電視都有 41 毫秒。

因此你還沒來得及看清消息,它就已經消失了,最后只留下一團白色的色塊在屏幕的正中央。

小編還精選了一些網友留言:

@大哥有柔情:14 億在一個群并不可怕。可怕的是,每逢節日群里都會讓群主發紅包!

@后知后覺:已經做到了,14 億人拉到一個微信群,大家看到的都是新聞聯播。

@bluecat:簡單的說,你的手機會馬上崩潰,因為它承載不了一秒鐘的信息量。

@三毛魚

可以實現,不過要加幾條限制:

①所有微信賬號強制加入到這個微信群。

②微信群只能有限的幾個人發言,其他人不能發言。

③微信群里只能在每天固定時間段發消息。

④其他微信群在固定時間不能發消息,或者只能轉發這個微信群的消息。

這樣就可以實現了,技術上沒有難度。

@程墨Morgan:“拉”到一個群里沒啥不難實現的,反正用戶信息都在服務器上,建一個包含所有用戶微信號的群也就是添加一個記錄而已。

但是,這個群千萬不要讓任何人都能發言,就以我國人民的多樣性,各種話嘮、貼圖狂人、廣告狂人……海量信息瞬間就可以把服務器、運營商網絡和你手機的電池擊潰。

@世安先生:講真,單從理論上來說目前的技術還是可行的,咳咳,我要裝逼了。

看了別的答主的回答,說人、終端、傳輸、處理、存儲、分析等等各方面均有缺陷或者短板,跟不上大批量的數據,其實個人覺得實施起來也還是有得搞的,只是成本和利潤之間的關系罷了。

首先,得考慮人的因素,多少多少億的信息量對于某個特定個體來說價值無限接近于 0,我個人根本不關注這些信息,因為獲取信息的效率太低了。

這就導致了百分之九十九的人直接忽略了這個群的存在,剩下的每天這個群里的消息無非就是置頂公告,置頂新聞,紅包和閑聊斗圖,瀏覽公告和新聞。

考慮到并發的問題,一般現在的服務器都可以做到,畢竟有大把的新聞 App 都可以做到;紅包,做個算法隨機分配吧,也別搶了,搶會嚴重影響體驗,給十億用戶隨機分配一段數據應該難度也不太大。

剩下的就是斗圖閑聊,數據直接云存儲在服務器端,分析處理總結出來個中心思想每多少秒多少秒推送給個人用戶一次,就差不多了,需要詳細信息的上服務器檢索,個人覺得對個人終端的壓力也不會太大。

其次,傳輸,這是我覺得問題最小的一個環節,為什么呢?解決了個人終端的問題之后,個人的數據傳輸量并不大,現有的傳輸網絡完全可以滿足。

服務器端的傳輸,要看這服務器怎么個建法,如果集中式處理和存儲,就只能用百 G 專線,建個三五條完全夠了。

只不過相應的配套交換機路由器要建一套龐大的系統出來。如果是分布式存儲和處理,10G 的甚至 GE 的專線都夠。這是傳輸。

第三,處理,如果非得把大批量的數據集中處理,就得建設一套國內最大甚至世界最大最復雜的數據中心才能夠承載這套系統。

但是如果分布式處理的話,我相信現在的系統也夠用,畢竟現有的運算量已經這么大了,而有這個群之后數據量也絕對不會爆炸式增長。

第四,存儲,處理的工作能夠完成存儲肯定也不是問題,甚至可以將數據破碎后存儲在個人終端上,將投資設備的矛盾轉嫁到數據安全和管理上。

第五,數據分析,這一點才是重中之重,難點中的難點,如何有效的分析提取如此大量數據中的有用信息并推送給特定的個人才是核心關鍵。

雖然現在技術還沒有大面積商業化,但我相信這種技術是肯定已經有試用的甚至是已經商用的存在了,只不過公眾不太清楚而已,畢竟這種東西仔細想想還是有點恐怖的。

總之,如何實現這個系統或者說建好這個群,無非就是做好需求與資源之間矛盾的轉嫁,把存儲需求量大與投資大之間的矛盾轉嫁到數據安全與運營管理上,把大數據量傳輸分散化,把大量的數據進行分析提取后定向推送,最核心的投資也就是整套智能有效的大數據分析系統。

我還沒有學會寫個人說明!

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