您的位置:首页 > 数据库 > Redis

Redis 深度历险:如何使用 Redis 来实现简单限流策略

2019-03-12 15:18 941 查看

限流算法在分布式领域是一个经常被提起的话题,当系统的处理能力有限时, 如何阻止计划外的请求继续对系统施压,这是一个需要重视的问题。老钱在这里用“断 尾求生”形容限流背后的思想,当然还有很多成语也表达了类似的意思,如弃卒保车、 壮士断腕等。

除了控制流量,限流还有一个应用目的是控制用户行为,避免垃圾请求。比如 在 UGC 社区,用户的发帖、回复、点赞等行为都要严格受控,一般要严格限定某行 为在规定时间内被允许的次数,超过了次数就是非法行为。对非法行为,业务必须 规定适当的惩处策略。

如何使用 Redis 来实现简单限流策略

首先我们来看一个常见的、简单的限流策略。系统要限定用户的某个行为在指 定的时间里只能允许发生 N 次,如何使用 Redis 的数据结构来实现这个限流的功能? 我们先定义这个接口,理解了这个接口的定义,读者就应该能明白我们期望达到的功能。


先不要继续往后看,想想如果让你来实现,你该怎么做?

这个限流需求中存在一个滑动时间窗口(定宽),想想 zset 数据结构的 score 值, 是不是可以通过 score 来圈出这个时间窗口来。我们只需要保留这个时间窗口,窗口 之外的数据都可以砍掉。那这个 zset 的 value 填什么比较合适呢?它只需要保证唯一 性即可,用 uuid 会比较浪费空间,那就改用毫秒时间戳吧。

如图 1-27 所示,用一个 zset 结构记录用户的行为历史,每一个行为都会作为 zset 中的一个 key 保存下来。同一个用户的同一种行为用一个 zset 记录。

为节省内存,我们只需要保留时间窗口内的行为记录,同时如果用户是冷用户,滑动时间窗口内的行为是空记录,那么这个 zset 就可以从内存中移除,不再占用空间。

通过统计滑动窗口内的行为数量与阈值 max_count 进行比较就可以得出当前的 行为是否被允许。用代码表示如下。

这段代码还是略显复杂,需要读者花一定的时间好好啃。它的整体思路就是: 每一个行为到来时,都维护一次时间窗口。将时间窗口外的记录全部清理掉,只保 留窗口内的记录。zset 集合中只有 score 值非常重要,value 值没有特别的意义,只需 要保证它是唯一的就可以了。

因为这几个连续的 Redis 操作都是针对同一个 key 的,使用 pipeline 可以显著提 升 Redis 存取效率。但这种方案也有缺点,因为它要记录时间窗口内所有的行为记录, 如果这个量很大,比如“限定 60s 内操作不得超过 100 万次”之类,它是不适合做这 样的限流的,因为会消耗大量的存储空间。

小结
本节介绍的是限流策略的简单应用,它仍然有较大的提升空间,适用的场景也有限。想要了解更多内容,微信扫码购买《Redis 深度历险:核心原理与应用实践》

这本书作者老钱在使用 Redis 上积累了丰富的实战经验,可以帮助更多后端开发者更快、更深入地掌握 Redis 技能,还能帮助读者更轻松地通过技术面试,进入心仪企业。

内容来自用户分享和网络整理,不保证内容的准确性,如有侵权内容,可联系管理员处理 点击这里给我发消息
标签: 
相关文章推荐