redis限制接口流量

限流的目的是通过对并发访问/请求进行限速或者一个时间窗口内的的请求进行限速来保护系统，一旦达到限制速率则可以拒绝服务。

前几天在DD的公众号，看了一篇关于使用 瓜娃 实现单应用限流的方案 --》[原文](https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1504020198&ver=360&signature=SxGrryXJTohgWnQYxEDhwXl45Yfj9VzsI9u4XliV2Iq6oMm5hYMVR*IQJlu*Sk6UuPZQcbx8PvooQTBVbUYxiXfQgIpquYFxBk5jsANdSJQvgBzqhMiiUN5Cn59AyYXh&new=1)，参考《redis in action》 实现了一个jedis版本的，都属于业务层次限制。
   实际场景中常用的限流策略：

- Nginx接入层限流  
    按照一定的规则如帐号、IP、系统调用逻辑等在Nginx层面做限流

- 业务应用系统限流   
    通过业务代码控制流量这个流量可以被称为信号量，可以理解成是一种锁，它可以限制一项资源最多能同时被多少进程访问。
## 代码实现

```
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();

//删除信号量
        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);

//计数器自增
        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();
        //获取排名，判断请求是否取得了信号量
        long rank = (Long) results.get(results.size() - 1);
        if (rank < limit) {
            return identifier;
        } else {//没有获取到信号量，清理之前放入redis 中垃圾数据
            transaction = jedis.multi();
            transaction.zrem(BUCKET_MONITOR, identifier);
            transaction.zrem(BUCKET, identifier);
            transaction.exec();
        }
        return null;
    }
}

测试接口调用
@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 你的业务逻辑
    }
    jedisPool.returnResource(jedis);
}

```

## 并发测试  
工具：apache-jmeter-3.2  
说明： 没有获取到信号量的接口返回500，status是红色，获取到信号量的接口返回200，status是绿色。  
当限制请求信号量为2，并发5个线程：
![image](http://obq1lvsd9.bkt.clouddn.com/jmeter2.png)   
当限制请求信号量为5，并发10个线程：  
![image](http://obq1lvsd9.bkt.clouddn.com/jmeter1.png)

## 资料：  
[基于reids + lua的实现](https://github.com/tangaiyun/RedisRateLimiter)

[张开涛-聊聊高并发系统之限流特技-1](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwODA4NjMwNA==&mid=2652897781&idx=1&sn=ae121ce4c3c37b7158bc9f067fa024c0#rd)

## 总结

1. 对于信号量的操作，使用事物操作。
2. 不要使用时间戳作为信号量的排序分数，因为在分布式环境中，各个节点的时间差的原因，会出现不公平信号量的现象。
3. 可以使用把这块代码抽成@rateLimiter注解，然后再方法上使用就会很方便啦

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