SpingBoot中使用Redis對接口進行限流的實現

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一個基於Redis實現的接口限流方案，先說要實現的功能

  • 可以限制指定的接口，在一定時間內，隻能被請求N次，超過次數就返回異常信息
  • 可以通過配置文件，或者管理後臺，動態的修改限流配置

實現的思路

使用 Hash 存儲接口的限流配置

request_limit_config    "/api2" : {"limit": 10, "time": 1, "timeUnit": "SECONDS"}

hash中的key就是請求的uri路徑，value是一個對象。通過3個屬性，描述限制策略

  • limit 最多請求次數
  • time 時間
  • timeUnit 時間單位

使用普通kv，存儲api的請求次數

request_limit:/api  1

處理請求的時候，通過increment對該key進行 +1 操作，如果返回1，則表示是第一次請求，此時設置它的過期時間。為限制策略中定義時間限制信息。再通過命名的返回值，判斷是否超出瞭限制。

increment 指令是線程安全的，不用擔心並發的問題。

使用SpringBoot實現

創建SpringBoot工程，添加

spring-boot-starter-data-redis依賴，並且給出正確的配置。

這裡不做工程的創建，配置，以及其他額外代碼的演示，僅僅給出關鍵的代碼。

RedisKeys

定義兩個Key，限流用到的2個Key

public interface RedisKeys {
    /**
     * api的限制配置，hash key
     */
    String REQUEST_LIMIT_CONFIG = "request_limit_config";

    /**
     * api的請求的次數
     */
    String REQUEST_LIMIT = "request_limit";
}

ObjectRedisTemplate

為瞭提高hash value的序列化效率，自定義一個RedisTemplate的實現。使用jdk的序列化，而不是json。

import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;

public class ObjectRedisTemplate extends RedisTemplate<String, Object> {

}

RedisConfigration

把自定義的ObjectRedisTemplate配置到IOC

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;

import io.springboot.jwt.redis.ObjectRedisTemplate;

@Configuration
public class RedisConfiguration {
    @Bean
    public ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate(@Autowired RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {

        ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate = new ObjectRedisTemplate();
        objectRedisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);

        objectRedisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        objectRedisTemplate.setValueSerializer(RedisSerializer.java());

        // hash的key使用String序列化
        objectRedisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // hash的value使用jdk的序列化
        objectRedisTemplate.setHashValueSerializer(RedisSerializer.java());
        return objectRedisTemplate;
    }
}

RequestLimitConfig

用於描述限制策略的對象。

import java.io.Serializable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class RequestLimitConfig implements Serializable {

    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1101875328323558092L;

    // 最大請求次數
    private long limit;
    // 時間
    private long time;
    // 時間單位
    private TimeUnit timeUnit;
    public RequestLimitConfig() {
        super();
    }
    public RequestLimitConfig(long limit, long time, TimeUnit timeUnit) {
        super();
        this.limit = limit;
        this.time = time;
        this.timeUnit = timeUnit;
    }
    public long getLimit() {
        return limit;
    }
    public void setLimit(long limit) {
        this.limit = limit;
    }
    public long getTime() {
        return time;
    }
    public void setTime(long time) {
        this.time = time;
    }
    public TimeUnit getTimeUnit() {
        return timeUnit;
    }
    public void setTimeUnit(TimeUnit timeUnit) {
        this.timeUnit = timeUnit;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "RequestLimitConfig [limit=" + limit + ", time=" + time + ", timeUnit=" + timeUnit + "]";
    }
}

RequestLimitInterceptor

通過攔截器，來完成限流的實現。

import java.nio.charset.StandardCharsets;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;

import io.springboot.jwt.redis.ObjectRedisTemplate;
import io.springboot.jwt.redis.RedisKeys;
import io.springboot.jwt.web.RequestLimitConfig;

public class RequestLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RequestLimitInterceptor.class);

    @Autowired
    private ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate;

    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {

        /**
         * 獲取到請求的URI
         */
        String contentPath = request.getContextPath();
        String uri = request.getRequestURI().toString();
        if (!StringUtils.isEmpty(contentPath) && !contentPath.equals("/")) {
            uri =  uri.substring(uri.indexOf(contentPath) + contentPath.length());
        }
        LOGGER.info("uri={}",  uri);

        /**
         * 嘗試從hash中讀取得到當前接口的限流配置
         */
        RequestLimitConfig requestLimitConfig = (RequestLimitConfig) this.objectRedisTemplate.opsForHash().get(RedisKeys.REQUEST_LIMIT_CONFIG, uri);
        if (requestLimitConfig == null) {
            LOGGER.info("該uri={}沒有限流配置", uri);
            return true;
        }

        String limitKey = RedisKeys.REQUEST_LIMIT + ":" + uri;

        /**
         * 當前接口的訪問次數 +1
         */
        long count = this.objectRedisTemplate.opsForValue().increment(limitKey);
        if (count == 1) {
            /**
             * 第一次請求，設置key的過期時間
             */
            this.objectRedisTemplate.expire(limitKey, requestLimitConfig.getTime(), requestLimitConfig.getTimeUnit());
            LOGGER.info("設置過期時間：time={}, timeUnit={}", requestLimitConfig.getTime(), requestLimitConfig.getTimeUnit());
        }

        LOGGER.info("請求限制。limit={}, count={}", requestLimitConfig.getLimit(), count);

        if (count > requestLimitConfig.getLimit()) {
            /**
             * 限定時間內，請求超出限制，響應客戶端錯誤信息。
             */
            response.setContentType(MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE);
            response.setCharacterEncoding(StandardCharsets.UTF_8.name());
            response.getWriter().write("服務器繁忙，稍後再試");
            return false;
        }
        return true;
    }
}

Controller

一個用於測試的接口類

import java.util.Collections;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/test")
public class TestController {

    @GetMapping
    public Object test () {
        return Collections.singletonMap("success", true);
    }
}

WebMvcConfigration

攔截器的配置

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

import io.springboot.jwt.web.interceptor.RequestLimitInterceptor;

@Configuration
public class WebMvcConfiguration implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(this.requestLimitInterceptor())
            .addPathPatterns("/test");
    }

    @Bean
    public RequestLimitInterceptor requestLimitInterceptor() {
        return new RequestLimitInterceptor();
    }
}

通過@Test測試，初始化一個限流配置 

@Autowired
private ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate;

@Test
public void test () {
    // 3秒內，隻能請求2次
    RequestLimitConfig requestLimitConfig = new RequestLimitConfig(2, 3, TimeUnit.SECONDS);
    // 限制的uri是 /test
    this.objectRedisTemplate.opsForHash().put(RedisKeys.REQUEST_LIMIT_CONFIG, "/test", requestLimitConfig);
}

使用瀏覽器演示

最後一些問題

怎麼靈活的配置

都寫到這個份兒上瞭，如果熟悉Redis以及客戶端，我想提供一個“限流管理”接口的並不是難事兒。

針對指定的用戶限流

這裡演示的方法是，針對接口的限流。有時候，也有一些特殊的需求，需要“針對不同”的用戶來做限流。打個比方。針對A用戶，允許有他1分鐘請求20次接口，針對B用戶，允許他1分鐘請求10次接口。 這個其實也簡單，隻需要修改一下上面的兩個限制key，在key中添加用戶的唯一標識（例如：ID）

request_limit_config    "/api2:{userId}" : {"limit": 10, "time": 1, "timeUnit": "SECONDS"}


request_limit:{userId}:/api  1

在攔截器中獲取到用戶的ID，加上用戶ID進行檢索和判斷，就可以完成針對用戶的限流。

Restful 接口的問題

@GetMapping("/user/{id}")  // restful的檢索接口，往往把ID信息放在瞭URI中

這就會導致上面的代碼有問題，因為這裡采用的是根據URI來完成的限流操作。檢索不同ID的用戶，會導致URI不同。 解決辦法我認為也很簡單。那就不要使用URI，可以通過 自定義註解，方式，不同的接口，定義不同的唯一標識。在攔截器中獲取到註解，讀取到唯一的編碼，代替原來的URI，即可。

到此這篇關於SpingBoot中使用Redis對接口進行限流的實現的文章就介紹到這瞭,更多相關SpingBoot Redis接口限流內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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