分布式令牌桶限流原理

分布式令牌桶限流Lua脚本
分布式令牌桶限流Lua脚本的核心逻辑和Java令牌桶的执行逻辑类似,只是限流计算相关的统计和时间数据存放于Redis中。

限流的脚本命名为rate_limredis集群iter.lua,该脚本既使用Redis存储令牌桶信息,自身又执行于Redis中java培训。它的代码如下:

---方法:申请令牌
----1:failed
---1:success
---@param key:key限流关键字
---@param apply:申请的令牌数量
local function acquire(key, apply)
local times = redis.call('TIME');
--times[1] 秒数 --times[2] 微秒数
local curr_mill_second = times[1] *100000" target="_blank">000000 + times[2];
curr_mill_second = curr_mill_second / 1000;
local cacheInfo = redis.pcall("HMGET", key, "last_mill_second", "curr_permits", "max_permits", "rate")
---局部变量:上次申请的时间
local last_mill_second = cacheInfo[1];
---局部变量:之前的令牌数
local curr_permits = tonumber(cacheInfo[2]);
---局部变量:桶的容量
local max_permits = tonumber(cacheInfo[3]);
---局部变量:令牌的发放速率
local rate = cacheInfo[4];
---局部变量:本次的令牌数
local local_curr_permits = max_permits;
if (type(last_mill_second) ~= 'boolean' and last_mill_second ~= nil) then
--计算时间段内的令牌数
local reverse_permits = math.floor(((curr_mill_second - last_mill_second) / 1000) *rate);
--令牌总数
local expect_curr_permits = reverse_permits + curr_permits;
--可以申请的令牌总数
local_curr_permits = math.min(expect_curr_permits, max_permits);
else
--第一次获取令牌
redis.pcall("HSET", key, "last_mill_second", curr_mill_second)
end
local result = -1;
--有足够的令牌可以申请
if (local_curr_permits - apply >= 0) then
--保存剩余的令牌
redis.pcall("HSET", key, "curr_permits", local_curr_permits - apply);
--保存时间,下次令牌获取时使用
redis.pcall("HSET", key, "last_mill_second", curr_mill_second)
--返回令牌获取成功
result = 1;
else
--保存令牌总数
redis.pcall("HSET", key, "curr_permits", local_curr_permits);
--返回令牌获取失败
result = -1;
end
return result
end
---方法:初始化限流器
---1 success
---@param key key
---@param max_permits 桶的容量
---@param rate 令牌的发放速率
local function init(key, max_permits, rate)
local rate_limit_info = redis.pcall("HMGET", key, "last_mill_second", "curr_permits", "max_permits", "rate")
local org_max_permits = tonumber(rate_limit_info[3])
local org_rate = rate_limit_info[4]
if (org_max_permits == nil) or (rate ~= org_rate or max_permits ~= org_max_permits) then
redis.pcall("HMSET", key, "max_permits", max_permits, "rate", rate, "curr_permits", max_permits)
end
return 1;
end
---方法:删除限流Key
local function delete(key)
redis.pcall("DEL", key) return 1;
end
local key = KEYS[1]
local method = ARGV[1]
if method == 'acquire' then
return acquire(key, ARGV[2], ARGV[3])
elseif method == 'init' then
return init(key, ARGV[2], ARGV[3])
elseif method == 'delete' then
return delete(key)
else
--ignore
end

该脚本有3个方法,其中两个方法比较rediscover重要,分redis面试题别说明如下:

(1)限流器初始化方法init(javakey,max_permits,rate),此方法在限流开始时被调用。

(2)限流检测的方法acquire(key,apply),此方法在请求到来时被调用。