架构师如何讲解Redis限流

2023-12-20 06:56| 来源: 网络整理| 查看: 265

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1、需求

限定用户的某个行为在指定时间T内，只允许发生N次。假设T为1秒钟，N为1000次。

2、常见的错误设计

程序员设计了一个在每分钟内只允许访问1000次的限流方案，如下图01:00s-02:00s之间只允许访问1000次，这种设计最大的问题在于，请求可能在01:59s-02:00s之间被请求1000次，02:00s-02:01s之间被请求了1000次，这种情况下01:59s-02:01s间隔0.02s之间被请求2000次，很显然这种设计是错误的。错误限流.png

3、滑动窗口算法 3.1 解决方案

指定时间T内，只允许发生N次。我们可以将这个指定时间T，看成一个滑动时间窗口（定宽）。我们采用Redis的zset基本数据类型的score来圈出这个滑动时间窗口。在实际操作zset的过程中，我们只需要保留在这个滑动时间窗口以内的数据，其他的数据不处理即可。

每个用户的行为采用一个zset存储，score为毫秒时间戳，value也使用毫秒时间戳（比UUID更加节省内存）只保留滑动窗口时间内的行为记录，如果zset为空，则移除zset，不再占用内存（节省内存）

zset滑动窗口限流.png

3.2 pipeline代码实现

代码的实现的逻辑是统计滑动窗口内zset中的行为数量，并且与阈值maxCount直接进行比较就可以判断当前行为是否被允许。这里涉及多个redis操作，因此使用pipeline可以大大提升效率

package com.lizba.redis.limit; import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.Pipeline; import redis.clients.jedis.Response; /** *

* 通过zset实现滑动窗口算法限流 *

* * @Author: Liziba * @Date: 2021/9/6 18:11 */ public class SimpleSlidingWindowByZSet { private Jedis jedis; public SimpleSlidingWindowByZSet(Jedis jedis) { this.jedis = jedis; } /** * 判断行为是否被允许 * * @param userId 用户id * @param actionKey 行为key * @param period 限流周期 * @param maxCount 最大请求次数（滑动窗口大小） * @return */ public boolean isActionAllowed(String userId, String actionKey, int period, int maxCount) { String key = this.key(userId, actionKey); long ts = System.currentTimeMillis(); Pipeline pipe = jedis.pipelined(); pipe.multi(); pipe.zadd(key, ts, String.valueOf(ts)); // 移除滑动窗口之外的数据 pipe.zremrangeByScore(key, 0, ts - (period * 1000)); Response count = pipe.zcard(key); // 设置行为的过期时间，如果数据为冷数据，zset将会删除以此节省内存空间 pipe.expire(key, period); pipe.exec(); pipe.close(); return count.get()

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