Redis實現(xiàn)限流器的三種方法(小結)

更新時間：2022年05月12日 15:56:49 作者：XP-Code

本文主要介紹了Redis實現(xiàn)限流器的三種方法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

方法一：基于Redis的setnx的操作

我們在使用Redis的分布式鎖的時候，大家都知道是依靠了setnx的指令，在CAS（Compare and swap）的操作的時候，同時給指定的key設置了過期實踐（expire），我們在限流的主要目的就是為了在單位時間內(nèi)，有且僅有N數(shù)量的請求能夠訪問我的代碼程序。所以依靠setnx可以很輕松的做到這方面的功能。

比如我們需要在10秒內(nèi)限定20個請求，那么我們在setnx的時候可以設置過期時間10，當請求的setnx數(shù)量達到20時候即達到了限流效果。代碼比較簡單就不做展示了。

當然這種做法的弊端是很多的，比如當統(tǒng)計1-10秒的時候，無法統(tǒng)計2-11秒之內(nèi)，如果需要統(tǒng)計N秒內(nèi)的M個請求，那么我們的Redis中需要保持N個key等等問題。

在具體實現(xiàn)的時候，可以考慮使用攔截器HandlerInterceptor ：

public class RequestCountInterceptor implements HandlerInterceptor {

? ? private LimitPolicy limitPolicy;

? ? public RequestCountInterceptor(LimitPolicy limitPolicy) {
? ? ? ? this.limitPolicy = limitPolicy;
? ? }

? ? @Override
? ? public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
? ? ? ? if (!limitPolicy.canDo()) {
? ? ? ? ? ? return false;
? ? ? ? }
? ? ? ? return true;
? ? }
}

同時添加一個配置LimitConfiguration：

@Configuration
public class LimitConfiguration implements WebMvcConfigurer {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new RequestCountInterceptor(new RedisLimit1())).addPathPatterns("/my/increase");
    }
}

這樣每次在/my/increase請求到達Controller之前按策略RedisLimit1進行限流，原先Controller里面的代碼就不用修改了：

@RestController
@RequestMapping("my")
public class MyController {
    int i = 0;
    @RequestMapping("/increase")
    public int increase() {
        return i++;
    }
}

具體的限流邏輯代碼是在RedisLimit1類中：

/**
* 方法一：基于Redis的setnx的操作
*/
public class RedisLimit1 extends LimitPolicy {

? ? static {
? ? ? ? setNxExpire();
? ? }

? ? private static boolean setNxExpire() {
? ? ? ? SetParams setParams = new SetParams();
? ? ? ? setParams.nx();
? ? ? ? setParams.px(TIME);
? ? ? ? String result = jedis.set(KEY, COUNT + "", setParams);


? ? ? ? if (SUCCESS.equals(result)) {
? ? ? ? ? ? return true;
? ? ? ? }
? ? ? ? return false;
? ? }

? ? @Override
? ? public boolean canDo() {

? ? ? ? if (setNxExpire()) {
? ? ? ? ? ? //設置成功，說明原先不存在，成功設置為COUNT
? ? ? ? ? ? return true;
? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? //設置失敗，說明已經(jīng)存在，直接減1，并且返回
? ? ? ? ? ? return jedis.decrBy(KEY, 1) > 0;
? ? ? ? }
? ? }
}

public abstract class LimitPolicy {
? ? public static final int COUNT = 10; //10 request
? ? public static final int TIME= 10*1000 ; // 10s
? ? public static final String SUCCESS = "OK";
? ? static Jedis jedis = new Jedis();
? ? abstract boolean canDo();
}

這樣實現(xiàn)的一個效果是每秒最多請求10次。

方法二：基于Redis的數(shù)據(jù)結構zset

其實限流涉及的最主要的就是滑動窗口，上面也提到1-10怎么變成2-11。其實也就是起始值和末端值都各+1即可。
而我們?nèi)绻肦edis的list數(shù)據(jù)結構可以輕而易舉的實現(xiàn)該功能
我們可以將請求打造成一個zset數(shù)組，當每一次請求進來的時候，value保持唯一，可以用UUID生成，而score可以用當前時間戳表示，因為score我們可以用來計算當前時間戳之內(nèi)有多少的請求數(shù)量。而zset數(shù)據(jù)結構也提供了zrange方法讓我們可以很輕易的獲取到2個時間戳內(nèi)有多少請求

/**
* 方法二：基于Redis的數(shù)據(jù)結構zset
*/
public class RedisLimit2 extends LimitPolicy {
? ? public static final String KEY2 = "LIMIT2";

? ? @Override
? ? public boolean canDo() {
? ? ? ? Long currentTime = new Date().getTime();
? ? ? ? System.out.println(currentTime);
? ? ? ? if (jedis.zcard(KEY2) > 0) { // 這里不能用get判斷，會報錯：WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
? ? ? ? ? ? Integer count = jedis.zrangeByScore(KEY2, currentTime - TIME, currentTime).size(); // 注意這里使用zrangeByScore，以時間作為score。zrange key start stop 命令的start和stop是序號。
? ? ? ? ? ? System.out.println(count);
? ? ? ? ? ? if (count != null && count > COUNT) {
? ? ? ? ? ? ? ? return false;
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? ? ? jedis.zadd(KEY2, Double.valueOf(currentTime), UUID.randomUUID().toString());
? ? ? ? return true;

? ? }
}

通過上述代碼可以做到滑動窗口的效果，并且能保證每N秒內(nèi)至多M個請求，缺點就是zset的數(shù)據(jù)結構會越來越大。實現(xiàn)方式相對也是比較簡單的。

方法三：基于Redis的令牌桶算法

提到限流就不得不提到令牌桶算法了。令牌桶算法提及到輸入速率和輸出速率，當輸出速率大于輸入速率，那么就是超出流量限制了。也就是說我們每訪問一次請求的時候，可以從Redis中獲取一個令牌，如果拿到令牌了，那就說明沒超出限制，而如果拿不到，則結果相反。
依靠上述的思想，我們可以結合Redis的List數(shù)據(jù)結構很輕易的做到這樣的代碼，只是簡單實現(xiàn) 依靠List的leftPop來獲取令牌。

首先配置一個定時任務，通過redis的list的rpush方法每秒插入一個令牌：

@Configuration      //1.主要用于標記配置類，兼?zhèn)銫omponent的效果。
@EnableScheduling   // 2.開啟定時任務
public class SaticScheduleTask {
    //3.添加定時任務
    @Scheduled(fixedRate = 1000)
    private void configureTasks() {
        LimitPolicy.jedis.rpush("LIMIT3", UUID.randomUUID().toString());
    }
}

限流時，通過list的lpop方法從redis中獲取對應的令牌，如果獲取成功表明可以執(zhí)行請求：

/**
* 方法三：令牌桶
*/
public class RedisLimit3 extends LimitPolicy {
? ? public static final String KEY3 = "LIMIT3";

? ? @Override
? ? public boolean canDo() {

? ? ? ? Object result = jedis.lpop(KEY3);
? ? ? ? if (result == null) {
? ? ? ? ? ? return false;
? ? ? ? }
? ? ? ? return true;
? ? }
}

到此這篇關于Redis實現(xiàn)限流器的三種方法(小結)的文章就介紹到這了,更多相關Redis 限流器內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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