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Redis技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)限流
計(jì)數(shù)限流是一種常見的限流技術(shù)，它通過記錄某個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的請(qǐng)求次數(shù)來控制系統(tǒng)的訪問流量。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以利用Redis的有序集合和Lua腳本等功能來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)限流。
Redis的有序集合可以根據(jù)分值排序，這里將分值設(shè)置為當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間戳，值可以是請(qǐng)求者的IP地址或其他需要限流的標(biāo)識(shí)。我們可以將每個(gè)請(qǐng)求的時(shí)間戳和標(biāo)識(shí)作為鍵值對(duì)存入有序集合中，每秒根據(jù)當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間戳減去請(qǐng)求時(shí)間戳，統(tǒng)計(jì)該時(shí)間窗口內(nèi)的請(qǐng)求數(shù)量，如果超過閾值則限流。
以下是一段Lua腳本用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的計(jì)數(shù)限流器：
“`lua
— 從有序集合中獲取指定時(shí)間窗口內(nèi)的請(qǐng)求數(shù)量
local function get_rate_limit(KEY, limit, window)
— 獲取當(dāng)前時(shí)間戳
local now = redis.call(‘time’)[1]
— 移除時(shí)間戳小于當(dāng)前時(shí)間窗口的數(shù)據(jù)
redis.call(‘zremrangebyscore’, key, 0, now – window)
— 獲取時(shí)間窗口內(nèi)的請(qǐng)求數(shù)量
local count = tonumber(redis.call(‘zcard’, key))
— 如果請(qǐng)求數(shù)量超出限制則返回false，否則返回true并增加記錄
if count >= limit then
return false
else
redis.call(‘zadd’, key, now, now)
return true
end
end
— 使用示例
local key = ‘rate-limit:ip:127.0.0.1’
local limit = 10 — 時(shí)間窗口內(nèi)最多允許10次請(qǐng)求
local window = 1 — 時(shí)間窗口為1秒
if get_rate_limit(key, limit, window) then
— 請(qǐng)求成功處理邏輯
else
— 請(qǐng)求限流處理邏輯
end
在使用時(shí)，我們需要將Lua腳本保存到Redis中，然后調(diào)用EVAL命令執(zhí)行腳本。以下是Python實(shí)現(xiàn)的代碼示例：
```python
import redis
# 連接Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379)
# 定義Lua腳本
SCRIPT = """
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local window = tonumber(ARGV[2])
-- 獲取當(dāng)前時(shí)間戳
local now = redis.call('time')[1]
-- 移除時(shí)間戳小于當(dāng)前時(shí)間窗口的數(shù)據(jù)
redis.call('zremrangebyscore', key, 0, now - window)
-- 獲取時(shí)間窗口內(nèi)的請(qǐng)求數(shù)量
local count = tonumber(redis.call('zcard', key))
-- 如果請(qǐng)求數(shù)量超出限制則返回false，否則返回true并增加記錄
if count >= limit then
return 0
else
redis.call('zadd', key, now, now)
return 1
end
"""
# 編譯Lua腳本
limit_func = r.register_script(SCRIPT)
# 訪問頻次限制
LIMIT = 10 # 每秒限制10次訪問
# IP地址
ip = '127.0.0.1'
key = f'rate-limit:ip:{ip}'
# 計(jì)數(shù)限流
if limit_func(keys=[key], args=[LIMIT, 1]):
# 請(qǐng)求成功處理邏輯
print('Access allowed.')
else:
# 請(qǐng)求限流處理邏輯
print('Access denied.')
以上實(shí)現(xiàn)中我們使用Python連接Redis服務(wù)器，并通過`register_script`方法編譯Lua腳本，之后我們可以通過`limit_func`調(diào)用該腳本。
計(jì)數(shù)限流作為一種常用的限流方式，在Redis中的實(shí)現(xiàn)也是較為簡單且高效的。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以通過定期清理過期數(shù)據(jù)和合理設(shè)置時(shí)間窗口大小來優(yōu)化計(jì)數(shù)限流方案，以便更好的控制系統(tǒng)訪問流量。
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