基于redis实现限流逻辑

固定窗口计数器

在固定时间窗口内，记录请求次数，如果超过阈值就拒绝，否则放行。

优点：实现简单，性能极高
实现方式：incr命令和expire命令
缺点：临界突发问题，时间窗口固定，如果时间窗口设置一分钟，次数设置为100，那么如果00:59和01:01分别来了100条请求，都能成功执行。
适合于对窗口平滑度要求不高的请求。
redis 实现方式如下，实际代码要在lua语言中编写：
key1:表示业务key
count：表示限流次数
time: 窗口大小

bash 复制代码

res = incr key1; #使用 INCR 命令对 Key 进行加 1 操作。如果 Key 不存在，Redis 会先初始化为 0，然后加 1，返回 1。如果 Key 已存在，直接加 1，返回当前值。
if res == 1  # 如果返回值不是 1，说明 Key 已有过期时间，无需重复设置
expire key1 time # 设置过期时间
if res > count
return 0 			# 拒绝通行
else
return 1 			# 允许通行

滑动窗口法

将时间窗口划分成更小的格子，记录每个格子的请求数，当前允许的请求书 = Math.max(剩余请求数+请求数*时间间隔，每单位允许最大请求数)

实现方式：使用zset 记录所有请求的时间戳，请求过来的时候，先删除score < 当前时间 - 时间间隔的请求，计算当前已存在的请求总数precount, 如果precount < 阈值，允许访问，并且zscore中加入一条数据，否则禁止访问
redis 实现方式如下，实际代码要在lua语言中编写：

bash 复制代码

key1:表示业务key
count：表示限流次数
time: 窗口大小
ZREMRANGEBYSCORE key1 -inf 当前时间戳 # 清理掉所有发生在'当前窗口起始时间'之前的旧请求记录。
resp = ZCARD key1 # 统计已有请求总数
if resp < count
	ZADD key 当前时间戳 "uuid" # 将当前请求添加进去
	EXPIRE key1 time + 5 # 设置过期时间，防止意外情况，5表示一个随机数 
	return 1 # 允许通行
else
	return 0 # 禁止通行

令牌桶法

基于hashset实现，记录上一次的更新时间，和当前token数量。模拟令牌生成和令牌消耗
redis 实现方式如下，实际代码要在lua语言中编写：

bash 复制代码

capility : 桶的容量
rate: 每秒生成的速率
# 第一步，获取key，如果key不存在，设置key，key的剩余令牌数量设置为最大值，即桶的容量, 如果key存在 解析出 current_tokens (当前令牌) 和 last_refill_time (上次时间)
res = get key1
if key is null
	current_tokens = capility
	last_time = current_time
# 第二步，计算当前允许的令牌数量
time_passed = current_time - last_time
new_tokens = time_passed * rate
# 不能超过桶的最大值
current_token = Math.max(capility, new_tokens + current_tokens)
# 尝试消费令牌
if current_token > 1
	SET key1 "{current_token - 1}: #{current_time}"
	EXPIRE key1 300 # 设置过期防泄漏
	return 1 # 放行
else 
	SET key1 "0: #{current_time}"
	EXPIRE key1 300 # 设置过期防泄漏
	return 0 # 不允许通行

漏桶法

与令牌桶"允许突发"不同，漏桶的核心思想是 "强制平滑"：无论流入的水（请求）有多快，流出的水（处理请求）必须保持恒定的速率。如果水流太快导致桶满了，多余的水就会溢出（请求被拒绝）。
redis 实现方式如下，实际代码要在lua语言中编写：

bash 复制代码

capility : 桶的容量
rate: 每秒生成的速率
current_water： 当前积水量
key1：业务key
# 第一步：获取key1,如果key1 不存在，设置current_water 为0，key1的值为"0, current_time",若存在，则解析值获取当前积水量和上一次的时间戳
res = get key1
if res == null
	current_water = 0;
	last_time = current_time
# 第二步：计算当前时间积水量，如果积水量计算后小于0，设置成等于0
time_passed = (current_time - last_time) / 1000 (秒)
leaked_amount = time_passed * Rate (流出速率)
current_water = Math.max(0, current_water - leaked_amount)

# 第三步：尝试注入新水 (新请求)，判断加入新请求后，是否会超过桶的容量。
if current_water + 1 > capility
	set key1 "#{current_water, current_time}"
	EXPIRE key1 300 # 设置过期防泄漏
	return -1; # 请求失败
else
	set key1 "#{current_water + 1, current_time}"
	EXPIRE key1 300 # 设置过期防泄漏
	return 0; # 请求成功