基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用限流的方法
限流的目的是通過對(duì)并發(fā)訪問/請(qǐng)求進(jìn)行限速或者一個(gè)時(shí)間窗口內(nèi)的的請(qǐng)求進(jìn)行限速來保護(hù)系統(tǒng)，一旦達(dá)到限制速率則可以拒絕服務(wù)。
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前幾天在DD的公眾號(hào)，看了一篇關(guān)于使用 瓜娃 實(shí)現(xiàn)單應(yīng)用限流的方案 --》原文，參考《redis in action》 實(shí)現(xiàn)了一個(gè)jedis版本的，都屬于業(yè)務(wù)層次限制。 實(shí)際場景中常用的限流策略：
Nginx接入層限流
按照一定的規(guī)則如帳號(hào)、IP、系統(tǒng)調(diào)用邏輯等在Nginx層面做限流
業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)限流
通過業(yè)務(wù)代碼控制流量這個(gè)流量可以被稱為信號(hào)量，可以理解成是一種鎖，它可以限制一項(xiàng)資源最多能同時(shí)被多少進(jìn)程訪問。
代碼實(shí)現(xiàn)
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;
import redis.clients.jedis.ZParams;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
/**
* @email wangiegie@gmail.com
* @data 2017-08
*/
public class RedisRateLimiter {
private static final String BUCKET = "BUCKET";
private static final String BUCKET_COUNT = "BUCKET_COUNT";
private static final String BUCKET_MONITOR = "BUCKET_MONITOR";
static String acquireTokenFromBucket(
Jedis jedis, int limit, long timeout) {
String identifier = UUID.randomUUID().toString();
long now = System.currentTimeMillis();
Transaction transaction = jedis.multi();
//刪除信號(hào)量
transaction.zremrangeByScore(BUCKET_MONITOR.getBytes(), "-inf".getBytes(), String.valueOf(now - timeout).getBytes());
ZParams params = new ZParams();
params.weightsByDouble(1.0,0.0);
transaction.zinterstore(BUCKET, params, BUCKET, BUCKET_MONITOR);
//計(jì)數(shù)器自增
transaction.incr(BUCKET_COUNT);
List<Object> results = transaction.exec();
long counter = (Long) results.get(results.size() - 1);
transaction = jedis.multi();
transaction.zadd(BUCKET_MONITOR, now, identifier);
transaction.zadd(BUCKET, counter, identifier);
transaction.zrank(BUCKET, identifier);
results = transaction.exec();
//獲取排名，判斷請(qǐng)求是否取得了信號(hào)量
long rank = (Long) results.get(results.size() - 1);
if (rank < limit) {
return identifier;
} else {//沒有獲取到信號(hào)量，清理之前放入redis 中垃圾數(shù)據(jù)
transaction = jedis.multi();
transaction.zrem(BUCKET_MONITOR, identifier);
transaction.zrem(BUCKET, identifier);
transaction.exec();
}
return null;
}
}
調(diào)用
測(cè)試接口調(diào)用
@GetMapping("/")
public void index(HttpServletResponse response) throws IOException {
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
String token = RedisRateLimiter.acquireTokenFromBucket(jedis, LIMIT, TIMEOUT);
if (token == null) {
response.sendError(500);
}else{
//TODO 你的業(yè)務(wù)邏輯
}
jedisPool.returnResource(jedis);
}
優(yōu)化
使用攔截器 + 注解優(yōu)化代碼
攔截器
@Configuration
static class WebMvcConfigurer extends WebMvcConfigurerAdapter {
private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(WebMvcConfigurer.class);
@Autowired
private JedisPool jedisPool;
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(new HandlerInterceptorAdapter() {
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
Object handler) throws Exception {
HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
Method method = handlerMethod.getMethod();
RateLimiter rateLimiter = method.getAnnotation(RateLimiter.class);
if (rateLimiter != null){
int limit = rateLimiter.limit();
int timeout = rateLimiter.timeout();
Jedis jedis = jedisPool.getResource();
String token = RedisRateLimiter.acquireTokenFromBucket(jedis, limit, timeout);
if (token == null) {
response.sendError(500);
return false;
}
logger.debug("token -> {}",token);
jedis.close();
}
return true;
}
}).addPathPatterns("/*");
}
}
定義注解
/**
* @email wangiegie@gmail.com
* @data 2017-08
* 限流注解
*/
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RateLimiter {
int limit() default 5;
int timeout() default 1000;
}
使用
@RateLimiter(limit = 2, timeout = 5000)
@GetMapping("/test")
public void test() {
}并發(fā)測(cè)試
工具：apache-jmeter-3.2
說明： 沒有獲取到信號(hào)量的接口返回500，status是紅色，獲取到信號(hào)量的接口返回200，status是綠色。
當(dāng)限制請(qǐng)求信號(hào)量為2，并發(fā)5個(gè)線程：
當(dāng)限制請(qǐng)求信號(hào)量為5，并發(fā)10個(gè)線程：
資料
基于reids + lua的實(shí)現(xiàn)
總結(jié)
- 對(duì)于信號(hào)量的操作，使用事務(wù)操作。
- 不要使用時(shí)間戳作為信號(hào)量的排序分?jǐn)?shù)，因?yàn)樵诜植际江h(huán)境中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差的原因，會(huì)出現(xiàn)不公平信號(hào)量的現(xiàn)象。
- 可以使用把這塊代碼抽成@rateLimiter注解，然后再方法上使用就會(huì)很方便啦
- 不同接口的流控，可以參考源碼的里面RedisRateLimiterPlus,無非是每個(gè)接口生成一個(gè)監(jiān)控參數(shù)
- 源碼：boding1-pig-cloud-jb51.rar
以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。
當(dāng)前文章：基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用限流的方法
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