Redis实现滑窗限流技术（redis 滑窗限流）

Redis实现滑窗限流技术

随着互联网的发展，高并发访问的问题越来越成为各个公司所面临的问题之一。而限流技术是控制流量的一种解决方案，滑窗限流技术是其中的一种流行技术。本文将介绍如何使用Redis实现滑窗限流技术。

什么是滑窗限流技术？

滑窗限流技术，顾名思义，就是将时间窗口划分成多个子窗口，然后将子窗口看作为一个有数字的桶，当请求进来时就往桶里加上1。如果某个时间窗口内的所有子窗口加和超过限流阈值，则限制该时间窗口后续的请求。

关于时间窗口和子窗口大小的选择需要视具体场景而定。如果选取子窗口较小，则可以在较短时间内对流量进行限制，但是容易造成过度消耗系统资源，导致整体性能下降。而选取子窗口较大，则限流更加平滑，但是响应速度会有所下降。因此，在实际开发应用中，需要根据业务场景去平衡这些因素。

Redis实现滑窗限流技术

Redis是一个高性能的Key-Value存储系统，其中有一个非常重要的命令叫做INCR，可以对Key进行加一操作。结合Redis的特性，我们可以很容易地实现滑窗限流技术。

代码实现

我们需要定义时间窗口和子窗口的大小，以及限制的请求数量threshold。实现代码如下：

public class RedisSlideWindowLimit {
    private JedisPool jedisPool;

    private int windowSize; //时间窗口大小

    private int subWindowSize; //子窗口大小

    private int threshold; //限制请求数量

    public RedisSlideWindowLimit(JedisPool jedisPool, int windowSize, int subWindowSize, int threshold) {
        this.jedisPool = jedisPool;
        this.windowSize = windowSize;
        this.subWindowSize = subWindowSize;
        this.threshold = threshold;
    }
    ...
}

接下来，我们需要定义加入请求数量的操作，也就是INCR操作。代码如下：

public boolean incrementRequestCount(String key) {
    try (Jedis jedis = jedisPool.getResource()) {
        String currentWindowKey = key + ":" + getCurrentWindow();
        jedis.incr(currentWindowKey);
        jedis.expire(currentWindowKey, windowSize + subWindowSize);
        int totalCount = 0;
        for (int i = 0; i 
            String subWindowKey = key + ":" + getSubWindow(i);
            String subWindowValue = jedis.get(subWindowKey);
            if (subWindowValue != null) {
                totalCount += Integer.parseInt(subWindowValue);
            }
        }
        if (totalCount > threshold) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
private int getCurrentWindow() {
    return (int) (System.currentTimeMillis() / 1000 / subWindowSize);
}

private int getSubWindow(int index) {
    return getCurrentWindow() - (windowSize / subWindowSize) + index;
}

incrementRequestCount方法分为两个部分。在当前子窗口对应的Redis Key中进行INCR操作。然后，计算当前时间窗口中所有子窗口的请求数量之和，如果超过阈值，就不允许再次访问。

我们可以通过以下代码进行测试：

JedisPool jedisPool = new JedisPool("localhost", 6379);
RedisSlideWindowLimit limit = new RedisSlideWindowLimit(jedisPool, 60, 10, 100);

for (int i = 0; i 
    boolean allowVisit = limit.incrementRequestCount("test");
    System.out.println("是否允许访问：" + allowVisit);
}

参考文献

1. [漫画：什么是Redis？](https://www.cnblogs.com/xjzdy/p/11513350.html)

2. [门面模式应用——滑动窗口限流的实现](https://blog.csdn.net/qq_37741202/article/detls/78493302)

3. [Redis操作指南](http://redisdoc.com/index.html)