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Redis滑動(dòng)時(shí)間窗口是在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中一種常見的技術(shù)，用于限制客戶端以前在某個(gè)給定時(shí)間內(nèi)發(fā)送給服務(wù)器多少請(qǐng)求。它通過跟蹤每個(gè)客戶端在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的請(qǐng)求數(shù)量，來防止客戶端濫用服務(wù)端的資源，從而把系統(tǒng)的性能提升到最高水平。很多公司和網(wǎng)站使用該技術(shù)來提高系統(tǒng)的可用性，也可以更好地應(yīng)對(duì)STO和DDOS攻擊。
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Redis滑動(dòng)時(shí)間窗口的實(shí)現(xiàn)方式通常用一個(gè)“細(xì)粒度的時(shí)間桶”，其中每段時(shí)間都可以將請(qǐng)求數(shù)計(jì)數(shù)，并更新時(shí)間桶中的計(jì)數(shù)，就像一個(gè)環(huán)形緩沖區(qū)一樣，只是不斷在更新每個(gè)時(shí)間桶中的計(jì)數(shù)，而不是清空它們。當(dāng)主機(jī)請(qǐng)求過多時(shí)，它檢查計(jì)數(shù)是否超過預(yù)設(shè)閾值，通過這種方式來限制請(qǐng)求的數(shù)量，從而避免了因過多的請(qǐng)求而導(dǎo)致的負(fù)載增加，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
Redis在提供滑動(dòng)時(shí)間窗口功能時(shí)用到了以下幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
(1)鍵值對(duì)：將當(dāng)前客戶端IP與相關(guān)超時(shí)時(shí)間存儲(chǔ)在鍵值對(duì)中，該鍵值對(duì)用于記錄每個(gè)客戶端的超時(shí)時(shí)間。
(2)雙向鏈表：用于記錄每秒鐘處理的請(qǐng)求數(shù)，每秒一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄了該秒內(nèi)處理的請(qǐng)求數(shù)。
(3)哈希表：用于記錄每秒處理的請(qǐng)求IP，每個(gè)IP的記錄都在哈希表中存儲(chǔ)，以便檢查和更新每秒的請(qǐng)求數(shù)。
最終，我們可以使用以下代碼來實(shí)現(xiàn)Redis中的滑動(dòng)時(shí)間窗口：
//定義常量
const uint16_t TIME_WINDOW_SIZE = 60; //時(shí)間窗口的大小
const uint16_t MAX_REQUEST_NUM = 1000; //每個(gè)窗口的最大請(qǐng)求數(shù)
// 創(chuàng)建緩存實(shí)例并初始化
std::shared_ptr cache = std::make_shared();
cache->init(TIME_WINDOW_SIZE, MAX_REQUEST_NUM);
//獲取當(dāng)前客戶端IP
std::string ip = get_client_ip();
//驗(yàn)證客戶端是否允許訪問
if( cache->check_request_num(ip) )
{
//如果請(qǐng)求數(shù)未超出限制，允許訪問
//處理請(qǐng)求
//更新客戶端訪問請(qǐng)求數(shù)
cache->update_request_num(ip);
}
else
{
//否則拒絕訪問
reject_request();
}
通過使用Redis滑動(dòng)時(shí)間窗口可以提升系統(tǒng)的性能，限制客戶端惡意的訪問，把系統(tǒng)的可用性提高到最大程度。它是一種安全有效的解決方案，可以大大提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能，以及抵御DDoS攻擊和STO封鎖。
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本文標(biāo)題：Redis滑動(dòng)時(shí)間窗口提升系統(tǒng)性能的有效解決方案（滑動(dòng)時(shí)間窗口redis）
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