详解Redis实现限流的三种方式


Posted in Redis onApril 27, 2021

 面对越来越多的高并发场景,限流显示的尤为重要。

      当然,限流有许多种实现的方式,Redis具有很强大的功能,我用Redis实践了三种的实现方式,可以较为简单的实现其方式。Redis不仅仅是可以做限流,还可以做数据统计,附近的人等功能,这些可能会后续写到。

第一种:基于Redis的setnx的操作

      我们在使用Redis的分布式锁的时候,大家都知道是依靠了setnx的指令,在CAS(Compare and swap)的操作的时候,同时给指定的key设置了过期实践(expire),我们在限流的主要目的就是为了在单位时间内,有且仅有N数量的请求能够访问我的代码程序。所以依靠setnx可以很轻松的做到这方面的功能。

     比如我们需要在10秒内限定20个请求,那么我们在setnx的时候可以设置过期时间10,当请求的setnx数量达到20时候即达到了限流效果。代码比较简单就不做展示了。

    具体的setnx用法可以参照我另一篇博客  RedisTemplate下Redis分布式锁引发的系列问题

   当然这种做法的弊端是很多的,比如当统计1-10秒的时候,无法统计2-11秒之内,如果需要统计N秒内的M个请求,那么我们的Redis中需要保持N个key等等问题

第二种:基于Redis的数据结构zset

     其实限流涉及的最主要的就是滑动窗口,上面也提到1-10怎么变成2-11。其实也就是起始值和末端值都各+1即可。

    而我们如果用Redis的list数据结构可以轻而易举的实现该功能

    我们可以将请求打造成一个zset数组,当每一次请求进来的时候,value保持唯一,可以用UUID生成,而score可以用当前时间戳表示,因为score我们可以用来计算当前时间戳之内有多少的请求数量。而zset数据结构也提供了range方法让我们可以很轻易的获取到2个时间戳内有多少请求

    代码如下

public Response limitFlow(){
        Long currentTime = new Date().getTime();
        System.out.println(currentTime);
        if(redisTemplate.hasKey("limit")) {
            Integer count = redisTemplate.opsForZSet().rangeByScore("limit", currentTime -  intervalTime, currentTime).size();        // intervalTime是限流的时间 
            System.out.println(count);
            if (count != null && count > 5) {
                return Response.ok("每分钟最多只能访问5次");
            }
        }
        redisTemplate.opsForZSet().add("limit",UUID.randomUUID().toString(),currentTime);
        return Response.ok("访问成功");
    }

   通过上述代码可以做到滑动窗口的效果,并且能保证每N秒内至多M个请求,缺点就是zset的数据结构会越来越大。实现方式相对也是比较简单的。

第三种: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。具体可以参照度娘的解释  令牌桶算法

    令牌桶算法提及到输入速率和输出速率,当输出速率大于输入速率,那么就是超出流量限制了。

    也就是说我们每访问一次请求的时候,可以从Redis中获取一个令牌,如果拿到令牌了,那就说明没超出限制,而如果拿不到,则结果相反。

    依靠上述的思想,我们可以结合Redis的List数据结构很轻易的做到这样的代码,只是简单实现

    依靠List的leftPop来获取令牌

// 输出令牌
public Response limitFlow2(Long id){
        Object result = redisTemplate.opsForList().leftPop("limit_list");
        if(result == null){
            return Response.ok("当前令牌桶中无令牌");
        }
        return Response.ok(articleDescription2);
    }

   再依靠Java的定时任务,定时往List中rightPush令牌,当然令牌也需要唯一性,所以我这里还是用UUID进行了生成

// 10S的速率往令牌桶中添加UUID,只为保证唯一性
    @Scheduled(fixedDelay = 10_000,initialDelay = 0)
    public void setIntervalTimeTask(){
        redisTemplate.opsForList().rightPush("limit_list",UUID.randomUUID().toString());
    }

    综上,代码实现起始都不是很难,针对这些限流方式我们可以在AOP或者filter中加入以上代码,用来做到接口的限流,最终保护你的网站。

    Redis其实还有很多其他的用处,他的作用不仅仅是缓存,分布式锁的作用。他的数据结构也不仅仅是只有String,Hash,List,Set,Zset。有兴趣的可以后续了解下他的GeoHash算法;BitMap,HLL以及布隆过滤器数据(Redis4.0之后加入,可以用Docker直接安装redislabs/rebloom)结构。目前我也已经把这些Redis的其他作用都用在了我自己的博客网站(前端技术较渣,没时间研究怎么把文章爬虫下来用MarkDown展示,有会的大佬可以指教下)。

到此这篇关于详解Redis实现限流的三种方式的文章就介绍到这了,更多相关Redis 限流内容请搜索三水点靠木以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持三水点靠木!

Redis 相关文章推荐
Redis实现订单自动过期功能的示例代码
May 08 Redis
redis内存空间效率问题的深入探究
May 17 Redis
为Java项目添加Redis缓存的方法
May 18 Redis
redis哨兵常用命令和监控示例详解
May 27 Redis
Windows下redis下载、redis安装及使用教程
Jun 02 Redis
Windows中Redis安装配置流程并实现远程访问功能
Jun 07 Redis
Redis缓存-序列化对象存储乱码问题的解决
Jun 21 Redis
Redis如何实现分布式锁
Aug 23 Redis
基于Redis的List实现特价商品列表功能
Aug 30 Redis
Redis中缓存穿透/击穿/雪崩问题和解决方法
Dec 04 Redis
Redis分布式锁的7种实现
Apr 01 Redis
在K8s上部署Redis集群的方法步骤
Redis持久化与主从复制的实践
浅谈Redis在直播场景的实践方案
Apr 27 #Redis
redis限流的实际应用
Apr 24 #Redis
Redis安装启动及常见数据类型
redis配置文件中常用配置详解
Apr 14 #Redis
Redis遍历所有key的两个命令(KEYS 和 SCAN)
Apr 12 #Redis
You might like
php的GD库imagettftext函数解决中文乱码问题
2015/01/24 PHP
php实现简单爬虫的开发
2016/03/28 PHP
linux平台编译安装PHP7并安装Redis扩展与Swoole扩展实例教程
2016/09/30 PHP
php 判断过去离现在几年的函数(实例代码)
2016/11/15 PHP
深入讲解PHP的对象注入(Object Injection)
2017/03/01 PHP
php关联数组与索引数组及其显示方法
2018/03/12 PHP
script的async属性以非阻塞的模式加载脚本
2013/01/15 Javascript
JS正则验证邮箱的格式详细介绍
2013/11/19 Javascript
js实现在同一窗口浏览图片
2014/09/17 Javascript
AngularJS实现与Java Web服务器交互操作示例【附demo源码下载】
2016/11/02 Javascript
浅析JavaScript中break、continue和return的区别
2016/11/30 Javascript
微信小程序 122100版本更新问题解决方案
2016/12/22 Javascript
微信小程序 UI与容器组件总结
2017/02/21 Javascript
简单实现js拖拽效果
2017/07/25 Javascript
ES6 javascript中class静态方法、属性与实例属性用法示例
2017/10/30 Javascript
jQuery length 和 size()区别总结
2018/04/26 jQuery
JS模拟实现哈希表及应用详解
2018/05/04 Javascript
Vue.js轮播图走马灯代码实例(全)
2019/05/08 Javascript
微信小程序实现一个简单swiper代码实例
2019/12/30 Javascript
Python内置函数——__import__ 的使用方法
2017/11/24 Python
pyspark 读取csv文件创建DataFrame的两种方法
2018/06/07 Python
Sanic框架路由用法实例分析
2018/07/16 Python
对numpy中向量式三目运算符详解
2018/10/31 Python
Python中Numpy mat的使用详解
2019/05/24 Python
面向对象学习之pygame坦克大战
2019/09/11 Python
使用Python给头像戴上圣诞帽的图像操作过程解析
2019/09/20 Python
tensorflow之tf.record实现存浮点数数组
2020/02/17 Python
Python opencv相机标定实现原理及步骤详解
2020/04/09 Python
css3实现3D色子翻转特效
2014/12/23 HTML / CSS
大学生学期自我鉴定
2014/03/19 职场文书
社会体育专业大学生职业生涯规划书
2014/09/17 职场文书
党的群众路线教育实践活动对照检查材料(四风)
2014/09/27 职场文书
领导干部作风整顿剖析材料
2014/10/11 职场文书
Django+Celery实现定时任务的示例
2021/06/23 Python
如何利用opencv判断两张图片是否相同详解
2021/07/07 Python
使用Canvas绘制一个游戏人物属性图
2022/03/25 Javascript