Redis+Lua實現限流

分佈式限流最關鍵的是要將限流服務作成原子化，而解決方案可使使用redis+lua或者nginx+lua技術進行實現，經過這兩種技術能夠實現的高併發和高性能。
首先咱們來使用redis+lua實現時間窗內某個接口的請求數限流，實現了該功能後能夠改造爲限流總併發/請求數和限制總資源數。Lua自己就是一種編程語言，也可使用它實現複雜的令牌桶或漏桶算法。
以下操做因是在一個lua腳本中（至關於原子操做），又因Redis是單線程模型，所以是線程安全的。

相比Redis事務來講，Lua腳本有如下優勢
減小網絡開銷: 不使用 Lua 的代碼須要向 Redis 發送屢次請求, 而腳本只需一次便可, 減小網絡傳輸;
原子操做: Redis 將整個腳本做爲一個原子執行, 無需擔憂併發, 也就無需事務;
複用: 腳本會永久保存 Redis 中, 其餘客戶端可繼續使用.

Lua腳本

local key = KEYS[1] --限流KEY（一秒一個）
local limit = tonumber(ARGV[1]) --限流大小
local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0")
if current + 1 > limit then --若是超出限流大小
    return 0
else --請求數+1，並設置2秒過時
    redis.call("INCRBY", key,"1")
    redis.call("expire", key,"2")
end
return 1

java代碼

import org.apache.commons.io.FileUtils;

import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URISyntaxException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

public class RedisLimitRateWithLUA {

    public static void main(String[] args) {
        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

        for (int i = 0; i < 7; i++) {
            new Thread(new Runnable() {
                public void run() {
                    try {
                        latch.await();
                        System.out.println("請求是否被執行："+accquire());
                    } catch (Exception e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();

        }

        latch.countDown();
    }

    public static boolean accquire() throws IOException, URISyntaxException {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1");
        File luaFile = new File(RedisLimitRateWithLUA.class.getResource("/").toURI().getPath() + "limit.lua");
        String luaScript = FileUtils.readFileToString(luaFile);

        String key = "ip:" + System.currentTimeMillis()/1000; // 當前秒
        String limit = "5"; // 最大限制
        List<String> keys = new ArrayList<String>();
        keys.add(key);
        List<String> args = new ArrayList<String>();
        args.add(limit);
        Long result = (Long)(jedis.eval(luaScript, keys, args)); // 執行lua腳本，傳入參數
        return result == 1;
    }
}

運行結果

請求是否被執行：true
請求是否被執行：true
請求是否被執行：false
請求是否被執行：true
請求是否被執行：true
請求是否被執行：true
請求是否被執行：false

從結果可看出只有5個請求成功執行

IP限流Lua腳本

local key = "rate.limit:" .. KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local expire_time = ARGV[2]

local is_exists = redis.call("EXISTS", key)
if is_exists == 1 then
    if redis.call("INCR", key) > limit then
        return 0
    else
        return 1
    end
else
    redis.call("SET", key, 1)
    redis.call("EXPIRE", key, expire_time)
    return 1
end

參考文章：http://jinnianshilongnian.ite...