0

0

SpringBoot+Redis+Lua分布式限流如何实现

PHPz

PHPz

发布时间:2023-05-28 08:55:05

|

1255人浏览过

|

来源于亿速云

转载

redis支持lua脚本的主要优势

LUA脚本的融合将使Redis数据库产生更多的使用场景,迸发更多新的优势:

  • 高效性:减少网络开销及时延,多次redis服务器网络请求的操作,使用LUA脚本可以用一个请求完成

  • 数据可靠性:Redis会将整个脚本作为一个整体执行,中间不会被其他命令插入。

  • 复用性:LUA脚本执行后会永久存储在Redis服务器端,其他客户端可以直接复用

  • 可嵌入性:可嵌入JAVA,C#等多种编程语言,支持不同操作系统跨平台交互

  • 简单强大:小巧轻便,资源占用率低,支持过程化和对象化的编程语言

自己也是第一次在工作中使用lua这种语言,记录一下

创建Lua文件req_ratelimit.lua

local key = KEYS[1]   --限流KEY
local limitCount = tonumber(ARGV[1])       --限流大小
local limitTime = tonumber(ARGV[2])        --限流时间
local current = redis.call('get', key);
if current then
    if current + 1 > limitCount then --如果超出限流大小
        return 0
    else
        redis.call("INCRBY", key,"1")
        return current + 1
    end
else
    redis.call("set", key,"1")
    redis.call("expire", key,limitTime)
    return 1
end

SpringBoot+Redis+Lua分布式限流如何实现

自定义注解RateLimiter

360 AI助手
360 AI助手

360公司推出的AI聊天机器人聚合平台,集合了国内15家顶尖的AI大模型。

下载
package com.shinedata.ann;
 
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
 
 
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface RateLimiter {
 
    /**
     * 限流唯一标识
     * @return
     */
    String key() default "rate.limit:";
 
    /**
     * 限流时间
     * @return
     */
    int time() default 1;
 
    /**
     * 限流次数
     * @return
     */
    int count() default 100;
 
    /**
     *是否限制IP,默认 否
     * @return
     */
    boolean restrictionsIp() default false;
}

定义切面RateLimiterAspect

package com.shinedata.aop;
 
import com.shinedata.ann.RateLimiter;
import com.shinedata.config.redis.RedisUtils;
import com.shinedata.exception.RateLimiterException;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.scripting.support.ResourceScriptSource;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;
 
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.Serializable;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
 
/**
 * @ClassName RateLimiterAspect
 * @Author yupanpan
 * @Date 2020/5/6 13:46
 */
@Aspect
@Component
public class RateLimiterAspect {
 
    private final Logger logger	= LoggerFactory.getLogger(this.getClass());
 
    private static ThreadLocal ipThreadLocal=new ThreadLocal();
 
    private DefaultRedisScript redisScript;
 
    @PostConstruct
    public void init(){
        redisScript = new DefaultRedisScript();
        redisScript.setResultType(Number.class);
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("redis/req_ratelimit.lua")));
    }
 
    @Around("@annotation(com.shinedata.ann.RateLimiter)")
    public Object interceptor(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        try {
            MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
            Method method = signature.getMethod();
            Class targetClass = method.getDeclaringClass();
            RateLimiter rateLimit = method.getAnnotation(RateLimiter.class);
 
            if (rateLimit != null) {
                HttpServletRequest request = ((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getRequest();
                boolean restrictionsIp = rateLimit.restrictionsIp();
                if(restrictionsIp){
                    ipThreadLocal.set(getIpAddr(request));
                }
 
                StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
                stringBuffer.append(rateLimit.key());
                if(StringUtils.isNotBlank(ipThreadLocal.get())){
                    stringBuffer.append(ipThreadLocal.get()).append("-");
                }
                stringBuffer.append("-").append(targetClass.getName()).append("- ").append(method.getName());
 
                List keys = Collections.singletonList(stringBuffer.toString());
 
                Number number = RedisUtils.execute(redisScript, keys, rateLimit.count(), rateLimit.time());
 
                if (number != null && number.intValue() != 0 && number.intValue() <= rateLimit.count()) {
                    logger.info("限流时间段内访问第:{} 次", number.toString());
                    return joinPoint.proceed();
                }else {
                    logger.error("已经到设置限流次数,当前次数:{}",number.toString());
                    throw new RateLimiterException("服务器繁忙,请稍后再试");
                }
            } else {
                return joinPoint.proceed();
            }
        }finally {
            ipThreadLocal.remove();
        }
    }
 
    public static String getIpAddr(HttpServletRequest request) {
        String ipAddress = null;
        try {
            ipAddress = request.getHeader("x-forwarded-for");
            if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
                ipAddress = request.getHeader("Proxy-Client-IP");
            }
            if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
                ipAddress = request.getHeader("WL-Proxy-Client-IP");
            }
            if (ipAddress == null || ipAddress.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ipAddress)) {
                ipAddress = request.getRemoteAddr();
            }
            // 对于通过多个代理的情况,第一个IP为客户端真实IP,多个IP按照','分割
            if (ipAddress != null && ipAddress.length() > 15) {
                // "***.***.***.***".length()= 15
                if (ipAddress.indexOf(",") > 0) {
                    ipAddress = ipAddress.substring(0, ipAddress.indexOf(","));
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            ipAddress = "";
        }
        return ipAddress;
    }
}

Spring data redis提供了DefaultRedisScript来使用lua和redis进行交互,具体的详情网上很多文章,这里使用ThreadLocal是因为IP存在可变的,保证自己的线程的IP不会被其他线程所修改,切记要最后清理ThreadLocal,防止内存泄漏

RedisUtils工具类(方法太多,只展示execute方法)

package com.shinedata.config.redis;
 
import org.checkerframework.checker.units.qual.K;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.CollectionUtils;
 
import javax.annotation.PostConstruct;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
/**
 * @ClassName RedisUtils
 * @Author yupanpan
 * @Date 2019/11/20 13:38
 */
@Component
public class RedisUtils {
 
    @Autowired
    @Qualifier("redisTemplate")
    private RedisTemplate redisTemplate;
 
    private static RedisUtils redisUtils;
    
    @PostConstruct
    public void init() {
        redisUtils = this;
        redisUtils.redisTemplate = this.redisTemplate;
    }
 
    public static Number execute(DefaultRedisScript script, List keys, Object... args) {
        return redisUtils.redisTemplate.execute(script, keys,args);
    }
}

自己配置的RedisTemplate

package com.shinedata.config.redis;
 
import org.apache.log4j.LogManager;
import org.apache.log4j.Logger;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
 
/**
 * @ClassName RedisConfig
 * @Author yupanpan
 * @Date 2019/11/20 13:26
 */
@Configuration
public class RedisConfig extends RedisProperties{
 
    protected Logger log = LogManager.getLogger(RedisConfig.class);
 
    /**
     * JedisPoolConfig 连接池
     * @return
     */
    @Bean("jedisPoolConfig")
    public JedisPoolConfig jedisPoolConfig() {
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大空闲数
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(500);
        jedisPoolConfig.setMinIdle(100);
        // 连接池的最大数据库连接数
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(6000);
        // 最大建立连接等待时间
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(5000);
        // 逐出连接的最小空闲时间 默认1800000毫秒(30分钟)
        jedisPoolConfig.setMinEvictableIdleTimeMillis(100);
        // 每次逐出检查时 逐出的最大数目 如果为负数就是 : 1/abs(n), 默认3
//        jedisPoolConfig.setNumTestsPerEvictionRun(numTestsPerEvictionRun);
        // 逐出扫描的时间间隔(毫秒) 如果为负数,则不运行逐出线程, 默认-1
        jedisPoolConfig.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(600);
        // 是否在从池中取出连接前进行检验,如果检验失败,则从池中去除连接并尝试取出另一个
        jedisPoolConfig.setTestOnBorrow(true);
        // 在空闲时检查有效性, 默认false
        jedisPoolConfig.setTestWhileIdle(false);
        return jedisPoolConfig;
    }
 
    /**
     * JedisConnectionFactory
     * @param jedisPoolConfig
     */
    @Bean("jedisConnectionFactory")
    public JedisConnectionFactory jedisConnectionFactory(@Qualifier("jedisPoolConfig")JedisPoolConfig jedisPoolConfig) {
        JedisConnectionFactory JedisConnectionFactory = new JedisConnectionFactory(jedisPoolConfig);
        // 连接池
        JedisConnectionFactory.setPoolConfig(jedisPoolConfig);
        // IP地址
        JedisConnectionFactory.setHostName(redisHost);
        // 端口号
        JedisConnectionFactory.setPort(redisPort);
        // 如果Redis设置有密码
         JedisConnectionFactory.setPassword(redisPassword);
        // 客户端超时时间单位是毫秒
        JedisConnectionFactory.setTimeout(10000);
        return JedisConnectionFactory;
    }
 
    /**
     * 实例化 RedisTemplate 对象代替原有的RedisTemplate
     * @return
     */
    @Bean("redisTemplate")
    public RedisTemplate functionDomainRedisTemplate(@Qualifier("jedisConnectionFactory") RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        initDomainRedisTemplate(redisTemplate, redisConnectionFactory);
        return redisTemplate;
    }
 
    /**
     * 设置数据存入 redis 的序列化方式
     * @param redisTemplate
     * @param factory
     */
    private void initDomainRedisTemplate(RedisTemplate redisTemplate, RedisConnectionFactory factory) {
        // 如果不配置Serializer,那么存储的时候缺省使用String,比如如果用User类型存储,那么会提示错误User can't cast
        // to String!
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        redisTemplate.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        // 开启事务/true必须手动释放连接,false会自动释放连接 如果调用方有用@Transactional做事务控制,可以开启事务,Spring会处理连接问题
        redisTemplate.setEnableTransactionSupport(false);
        redisTemplate.setConnectionFactory(factory);
    }
}

全局Controller异常处理GlobalExceptionHandler

package com.shinedata.exception;
 
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonMappingException;
import com.shinedata.util.ResultData;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseStatus;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestControllerAdvice;
 
@RestControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {
 
    private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(GlobalExceptionHandler.class);
 
    @ExceptionHandler(value = RateLimiterException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    public ResultData runtimeExceptionHandler(RateLimiterException e) {
        logger.error("系统错误:", e);
        return ResultData.getResultError(StringUtils.isNotBlank(e.getMessage()) ? e.getMessage() : "处理失败");
    }
 
    @ExceptionHandler(value = Exception.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.OK)
    public ResultData runtimeExceptionHandler(RuntimeException e) {
        Throwable cause = e.getCause();
        logger.error("系统错误:", e);
        logger.error(e.getMessage());
        if (cause instanceof JsonMappingException) {
            return ResultData.getResultError("参数错误");
        }
        return ResultData.getResultError(StringUtils.isNotBlank(e.getMessage()) ? e.getMessage() : "处理失败");
    }
 
}

使用就很简单了,一个注解搞定

SpringBoot+Redis+Lua分布式限流如何实现

补充:优化了lua为

local key = KEYS[1]
local limitCount = tonumber(ARGV[1])
local limitTime = tonumber(ARGV[2])
local current = redis.call('get', key);
if current then
    redis.call("INCRBY", key,"1")
    return current + 1
else
    redis.call("set", key,"1")
    redis.call("expire", key,limitTime)
    return 1
end

相关专题

更多
java
java

Java是一个通用术语,用于表示Java软件及其组件,包括“Java运行时环境 (JRE)”、“Java虚拟机 (JVM)”以及“插件”。php中文网还为大家带了Java相关下载资源、相关课程以及相关文章等内容,供大家免费下载使用。

831

2023.06.15

java正则表达式语法
java正则表达式语法

java正则表达式语法是一种模式匹配工具,它非常有用,可以在处理文本和字符串时快速地查找、替换、验证和提取特定的模式和数据。本专题提供java正则表达式语法的相关文章、下载和专题,供大家免费下载体验。

735

2023.07.05

java自学难吗
java自学难吗

Java自学并不难。Java语言相对于其他一些编程语言而言,有着较为简洁和易读的语法,本专题为大家提供java自学难吗相关的文章,大家可以免费体验。

733

2023.07.31

java配置jdk环境变量
java配置jdk环境变量

Java是一种广泛使用的高级编程语言,用于开发各种类型的应用程序。为了能够在计算机上正确运行和编译Java代码,需要正确配置Java Development Kit(JDK)环境变量。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

396

2023.08.01

java保留两位小数
java保留两位小数

Java是一种广泛应用于编程领域的高级编程语言。在Java中,保留两位小数是指在进行数值计算或输出时,限制小数部分只有两位有效数字,并将多余的位数进行四舍五入或截取。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

398

2023.08.02

java基本数据类型
java基本数据类型

java基本数据类型有:1、byte;2、short;3、int;4、long;5、float;6、double;7、char;8、boolean。本专题为大家提供java基本数据类型的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

446

2023.08.02

java有什么用
java有什么用

java可以开发应用程序、移动应用、Web应用、企业级应用、嵌入式系统等方面。本专题为大家提供java有什么用的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

430

2023.08.02

java在线网站
java在线网站

Java在线网站是指提供Java编程学习、实践和交流平台的网络服务。近年来,随着Java语言在软件开发领域的广泛应用,越来越多的人对Java编程感兴趣,并希望能够通过在线网站来学习和提高自己的Java编程技能。php中文网给大家带来了相关的视频、教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读和下载。

16925

2023.08.03

c++主流开发框架汇总
c++主流开发框架汇总

本专题整合了c++开发框架推荐,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

25

2026.01.09

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
进程与SOCKET
进程与SOCKET

共6课时 | 0.3万人学习

Redis+MySQL数据库面试教程
Redis+MySQL数据库面试教程

共72课时 | 6.3万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号