如何在 Redis 中实现限流？

以下是详细讲解如何在 Redis 中实现限流的完整使用攻略。

Redis 限流简介

Redis 限流是一种常用的限制访问速率的方法，可以用于保系统免受过多的请求。Redis 限流的特点如下：

• Redis 限流是基于令牌桶算法的，可以控制请求速率。
• Redis 限流是可扩展的，可以动态调整限流略。
• Redis 限流支持多种限流方式，包括定窗口限流、滑动窗口限流等。

Redis 限流的基本语法

在 Redis 中，可以使用 LUA 脚本实现限流功能。以下是 Redis 限流的基本语法：

固定窗口限流

```lualocal key = KEYS[1]
local limit = tonumber([1])
local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0")

if current + 1 > limit then
return 0
else
redis.call("INCRBY", key, "1")
redis.call("EXPIRE", key, "1")
return 1
end

在上面的语法中，key 表示限流的键名，limit 表示限流的阈值，current 表示当前的请。如果当前的请求数超过了限流的阈值，则返回 0，否则将当前的请求数加 1，并设置过期时间为 1 秒，返回 1。

### 滑动窗口限流

```lua
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local window_size = tonumber(ARGV[2])
local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0")
local timestamp = tonumber(redis.call('time')[1])

if current + 1 > limit then
    return 0
else
    redis.call("ZADD", key, timestamp, timestamp)
    redis.call("ZREMRANGEBYSCORE", key, 0, timestamp - window_size)
    redis.call("EXPIRE", key, window_size)
    return 1
end

在上面的语法中，key 表示限流的键名，limit 表示限流的阈值，window_size 表示窗口大小，current 表示当前的请求数，timestamp 表示当前的时间戳。如果当前的请求数超过了限流的阈值，则返回 0，否则将当前的时间戳加入有序合中，并删除时间戳小于当前时间戳减去窗口大小的元素，设置过期时间为窗口大小，返回 1。

示例1：使用 Redis 实现固定窗口限流

在这个示例中，我们将使用 Redis 实现固定窗口限流。首先，连接 Redis 数据库。然后，我们使用 LUA 脚本实现固窗口限流。接着，我们使用 EVALSHA 命令执行 LUA 脚本，实现固定窗口限流。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 定义固定窗口限流的 LUA 脚本
fixed_window_script = """
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0")

if current + 1 > limit then
    return 0
else
    redis.call("INCRBY", key, "1")
    redis.call("EXPIRE", key, "1")
    return 1
end
"""

# 将 LUA 脚本加载到 Redis 中
fixed_window_sha1 = r.script_load(fixed_window_script)

# 执行固定窗口限流
for i in range(10):
    result = r.evalsha(fixed_window_sha1, 1, 'fixed_window', 5)
    print(result)

在上面的代码中，我们首先创建一个 Redis 对象，并连接 Redis 数据库。然后，我们使用 LUA 脚本实现固定口限流。接着，我们使用 EVALSHA 命令执行 LUA 脚本，实现固定窗口限流。

示例2：使用 Redis 实现滑动窗口限流

在这个示例中，我们将使用 Redis 实现滑动窗口限流。首先，连接 Redis 数据库。然后，我们使用 LUA 脚本实现滑动窗口限流。接着，我们使用 EVALSHA 命令执行 LUA 脚本，实现滑动窗口限流。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 定义滑动窗口限流的 LUA 脚本
sliding_window_script = """
local key = KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local window_size = tonumber(ARGV[2])
local current = tonumber(redis.call('get', key) or "0")
local timestamp = tonumber(redis.call('time')[1])

if current + 1 > limit then
    return 0
else
    redis.call("ZADD", key, timestamp, timestamp)
    redis.call("ZREMRANGEBYSCORE", key, 0, timestamp - window_size)
    redis.call("EXPIRE", key, window_size)
    return 1
end
"""

# 将 LUA 脚本加载到 Redis
sliding_window_sha1 = r.script_load(sliding_window_script)

# 执行滑动窗口限流
for i in range(10):
    result = r.evalsha(sliding_window_sha1, 1, 'sliding_window', 5, 10)
    print(result)

在上面代码中，我们首先创建一个 Redis 对象，并连接 Redis 数据库。然后，我们使用 LUA 脚本实现滑动窗口限流。接着，我们使用 EVALSHA 命令执行 LUA 脚本，实现滑动窗口限流。

就是如何在 Redis 中实现限流的完整使用攻略，包括固定窗口限流、滑动窗口限流等操作。在使用 Redis 限流时需要注意限流的阈值和窗口大小的设置。