优缺点
- 可能会导致请求延迟，如果请求速率较高，则桶中的令牌可能会被消耗完，导致新的请求无法被处理。
- 可以避免系统被大量请求涌入而导致的资源耗尽，并可以根据实际情况动态调整请求处理速率。
分析
核心参数：
- 桶的容量：它表示桶中最多能存放多少令牌。
- 令牌添加速率：每个时间单位内（1s）令牌桶中能添加的令牌数量。
- 每个请求需要的令牌数量：表示每个请求需要消耗的令牌数量，一般默认为 1。
其中令牌添加速率的实现方式为：维护一个时间戳，来记录上一次添加令牌的时间，以便在处理请求时计算令牌添加速率。
综上可以进行代码设计：
public class RedisRateLimiterReq {
@NotBlank
private String id;
@Min(1)
private int replenishRate;
@Min(0)
private int burstCapacity = 1;
@Min(1)
private int requestedTokens = 1;
}基于Redis+lua的分布式令牌桶限流
redis key 设计：
- Key[1] ：记录桶的剩余容量
- Key[2] ：记录桶上次刷新时间，以此推算当前需要填入的令牌数量
- 第一次：需要新填入的令牌数量 = (当前时间 - 0) * 速率
- 其他后：需要新填入的令牌数量 = (当前时间 - Key[2]) * 速率
综上：当前桶内可用令牌数 = 桶的剩余容量 + 需要新填入的令牌数量
参数设计：
- capacity：桶的容量：它表示桶中最多能存放多少令牌。
- rate：令牌添加速率：每个时间单位内（1s）令牌桶中能添加的令牌数量。
- requested：每个请求需要的令牌数量：表示每个请求需要消耗的令牌数量，一般默认为 1。
核心公式：
- fill_time：填充时间：capacity / rate，例如 10/2，即每秒填充 5 个令牌。
- ttl：redis key[1]、key[2] 的过期时间，填充时间*2；为什么是2倍：这样可以保证令牌桶中的令牌能够被充分利用，并避免过早的过期。例如，如果填充时间的值为 10 秒，那么过期时间的值就应该设置为 20 秒。这样，在令牌桶的生存周期内，用户就有足够的时间来使用令牌桶中的令牌。
LUA 脚本
redis.replicate_commands()
-- 记录桶的剩余容量
local tokens_key = KEYS[1]
-- 记录桶上次刷新时间，以此推算当前需要填入的令牌数量
-- 第一次：需要新填入的令牌数量 = (当前时间 - 0) * 速率
-- 其他后：需要新填入的令牌数量 = (当前时间 - Key[2]) * 速率
local timestamp_key = KEYS[2]
-- 综上：**当前桶内可用令牌数 = 桶的剩余容量 + 需要新填入的令牌数量**
redis.log(redis.LOG_WARNING, "tokens_key " .. tokens_key)
local rate = tonumber(ARGV[1])
local capacity = tonumber(ARGV[2])
local now = redis.call('TIME')[1]
local requested = tonumber(ARGV[4])
local fill_time = capacity/rate
-- redis key[1]、key[2] 的过期时间
-- 令牌过期时间：填充时间*2
-- 返回小于参数x的最大整数
-- 这样可以保证令牌桶中的令牌能够被充分利用，并避免过早的过期。
-- 例如，如果填充时间的值为 10 秒，那么过期时间的值就应该设置为 20 秒。这样，在令牌桶的生存周期内，用户就有足够的时间来使用令牌桶中的令牌。
local ttl = math.floor(fill_time*2)
redis.log(redis.LOG_WARNING, "rate " .. ARGV[1])
redis.log(redis.LOG_WARNING, "capacity " .. ARGV[2])
redis.log(redis.LOG_WARNING, "now " .. now)
redis.log(redis.LOG_WARNING, "requested " .. ARGV[4])
redis.log(redis.LOG_WARNING, "filltime " .. fill_time)
redis.log(redis.LOG_WARNING, "ttl " .. ttl)
local last_tokens = tonumber(redis.call("get", tokens_key))
if last_tokens == nil then
last_tokens = capacity
end
redis.log(redis.LOG_WARNING, "last_tokens " .. last_tokens)
local last_refreshed = tonumber(redis.call("get", timestamp_key))
if last_refreshed == nil then
last_refreshed = 0
end
redis.log(redis.LOG_WARNING, "last_refreshed " .. last_refreshed)
local delta = math.max(0, now-last_refreshed)
local filled_tokens = math.min(capacity, last_tokens+(delta*rate))
local allowed = filled_tokens >= requested
local new_tokens = filled_tokens
local allowed_num = 0
if allowed then
new_tokens = filled_tokens - requested
allowed_num = 1
end
--redis.log(redis.LOG_WARNING, "delta " .. delta)
--redis.log(redis.LOG_WARNING, "filled_tokens " .. filled_tokens)
--redis.log(redis.LOG_WARNING, "allowed_num " .. allowed_num)
--redis.log(redis.LOG_WARNING, "new_tokens " .. new_tokens)
if ttl > 0 then
redis.call("setex", tokens_key, ttl, new_tokens)
redis.call("setex", timestamp_key, ttl, now)
end
-- return { allowed_num, new_tokens, capacity, filled_tokens, requested, new_tokens }
return { allowed_num, new_tokens }
redis.replicate_commands() 是 Redis 客户端的一个方法，它用于启用命令复制（command replication）。命令复制是指，在多个 Redis 实例之间复制命令，以保证数据的一致性。
例如，如果你在一个 Redis 集群中执行了一条写入命令，那么这条命令就会被复制到集群中的其他实例中。这样，就可以保证集群中的所有实例都保存了相同的数据，并且可以提供高可用性和数据安全性。
免责声明：
① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的，并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据，供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。
② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341
