一、前言


在一些對高併發請求有限制的系統或者功能裡,比如說秒殺活動,或者一些網站返回的當前使用者過多,請稍後嘗試。這些都是通過對同一時刻請求數量進行了限制,一般用作對後臺系統的保護,防止系統因為過大的流量衝擊而崩潰。對於系統崩潰帶來的後果,顯然還是拒絕一部分請求更能被維護者所接受。 
而在各種限流中,除了系統自身設計的帶鎖機制的計數器外,利用Redis實現顯然是一種既高效安全又便捷方便的方式。

二、incr命令


Redis Incr 命令將 key 中儲存的數字值增一。 
如果 key 不存在,那麼 key 的值會先被初始化為 0 ,然後再執行 INCR 操作。 
如果值包含錯誤的型別,或字串型別的值不能表示為數字,那麼返回一個錯誤。 
本操作的值限制在 64 位(bit)有符號數字表示之內。 
示例:

127.0.0.1:6379> set num 10
OK
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get num    # 數字值在 Redis 中以字串的形式儲存
"11"


注意: 由於redis並沒有一個明確的型別來表示整型資料,所以這個操作是一個字串操作。 
執行這個操作的時候,key對應儲存的字串被解析為10進位制的64位有符號整型資料。 
事實上,Redis 內部採用整數形式(Integer representation)來儲存對應的整數值,所以對該類字串值實際上是用整數儲存,也就不存在儲存整數的字串表示(String representation)所帶來的額外消耗。

三、使用場景


1.計數器
使用思路是:每次有相關操作的時候,就向Redis伺服器傳送一個incr命令。 
例如這樣一個場景:我們有一個web應用,我們想記錄每個使用者每天訪問這個網站的次數。 
web應用只需要通過拼接使用者id和代表當前時間的字串作為key,每次使用者訪問這個頁面的時候對這個key執行一下incr命令。

這個場景可以有很多種擴充套件方法: 
通過結合使用INCR和EXPIRE命令,可以實現一個只記錄用戶在指定間隔時間內的訪問次數的計數器 
客戶端可以通過GETSET命令獲取當前計數器的值並且重置為0 
通過類似於DECR或者INCRBY等原子遞增/遞減的命令,可以根據使用者的操作來增加或者減少某些值 比如線上遊戲,需要對使用者的遊戲分數進行實時控制,分數可能增加也可能減少。

2.限速器
限速器是一種可以限制某些操作執行速率的特殊場景。 
傳統的例子就是限制某個公共api的請求數目。 
假設我們要解決如下問題:限制某個api每秒每個ip的請求次數不超過10次。 
我們可以通過incr命令來實現兩種方法解決這個問題。

四、流量控制之java實現


這裡我們將在java中使用redis-incr的特性來構建一個1分鐘內只允許 請求100次的控制程式碼,key代表在redis記憶體放的被控制的鍵值。

public static boolean flowControl(String key){
        //最大允許100
        int max = 100;
        long total = 1L;
        try {
            if (jedisInstance.get(key) == null) {
                //jedisInstance是Jedis連線例項,可以使單鏈接也可以使用連結池獲取,實現方式請參考之前的blog內容
                //如果redis目前沒有這個key,建立並賦予0,有效時間為60s
                jedisInstance.setex(key, 60, "0");
            } else {
                //獲取加1後的值
                total = jedisInstance.incr(redisKey).longValue();
                //Redis TTL命令以秒為單位返回key的剩餘過期時間。當key不存在時,返回-2。當key存在但沒有設定剩餘生存時間時,返回-1。否則,以秒為單位,返回key的剩餘生存時間。
                if (jedisInstance.ttl(redisKey).longValue() == -1L)
                {
                    //為給定key設定生存時間,當key過期時(生存時間為0),它會被自動刪除。
                    jedisInstance.expire(redisKey, 60);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error("流量控制組件:執行計數操作失敗,無法執行計數");
        }
        long keytotaltransations = max;
        //判斷是否已超過最大值,超過則返回false
        if (total > keytotaltransations) {
            return false;
        }
        return true;
    }