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连接被拒绝的解决方案
Apr 12 Redis
详解Redis主从复制实践
May 19 Redis
浅谈redis缓存在项目中的使用
May 20 Redis
Redis集群新增、删除节点以及动态增加内存的方法
Sep 04 Redis
Window server中安装Redis的超详细教程
Nov 17 Redis
使用RedisTemplat实现简单的分布式锁
Nov 20 Redis
Redis集群节点通信过程/原理流程分析
Mar 18 Redis
Redis安装使用RedisJSON模块的方法
Mar 23 Redis
使用Redis做预定库存缓存功能
Apr 02 Redis
Redis 异步机制
May 15 Redis
Redis实现订单过期删除的方法步骤
Jun 05 Redis
Redis主从复制操作和配置详情
Sep 23 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 信息采集程序代码
2009/03/17 PHP
区分JS中的undefined,null,"",0和false
2007/03/08 Javascript
div+css布局的图片连续滚动js实现代码
2010/05/04 Javascript
js模仿hover的具体实现代码
2013/12/30 Javascript
js和css写一个可以自动隐藏的悬浮框
2014/03/05 Javascript
JavaScript也谈内存优化
2014/06/06 Javascript
node.js开机自启动脚本文件
2014/12/24 Javascript
javascript编写实用的省市选择器
2015/02/12 Javascript
微信小程序 数据访问实例详解
2016/10/08 Javascript
微信小程序 数据交互与渲染实例详解
2017/01/21 Javascript
vue数据双向绑定原理解析(get & set)
2017/03/08 Javascript
JS实现移动端整屏滑动的实例代码
2017/11/10 Javascript
浅谈webpack对样式的处理
2018/01/05 Javascript
基于axios 解决跨域cookie丢失的问题
2018/09/26 Javascript
使用RxJS更优雅地进行定时请求详析
2019/06/02 Javascript
javascript实现贪吃蛇经典游戏
2020/04/10 Javascript
浅谈JavaScript窗体Window.ShowModalDialog使用
2020/07/22 Javascript
尝试使用Python多线程抓取代理服务器IP地址的示例
2015/11/09 Python
Python网络爬虫实例讲解
2016/04/28 Python
Python闭包的两个注意事项(推荐)
2017/03/20 Python
通过Python 获取Android设备信息的轻量级框架
2017/12/18 Python
用Python将结果保存为xlsx的方法
2019/01/28 Python
python集合删除多种方法详解
2020/02/10 Python
python实现从尾到头打印单链表操作示例
2020/02/22 Python
python实现mask矩阵示例(根据列表所给元素)
2020/07/30 Python
Python3.8.2安装包及安装教程图文详解(附安装包)
2020/11/28 Python
阿提哈德航空官方网站:Etihad Airways
2017/01/06 全球购物
加拿大休闲和工业服装和鞋类零售商:L’Équipeur
2018/01/12 全球购物
行政主管岗位职责
2013/11/18 职场文书
模具毕业生推荐信
2014/02/15 职场文书
司法局火灾防控方案
2014/06/05 职场文书
逃课检讨书
2015/01/26 职场文书
2016五四青年节活动总结范文
2016/04/06 职场文书
Java基础之线程锁相关知识总结
2021/06/30 Java/Android
python画条形图的具体代码
2022/04/20 Python
Java中的Kafka为什么性能这么快及4大核心详析
2022/09/23 Java/Android