Redis 实现限流策略

除了控制流量，限流还有一个应用目的是用于控制用户行为，避免垃圾请求。

比如在 UGC 社区，用户的发帖、回复、点赞等行为都要严格受控，一般要严格限定某行为在规定 时间内允许的次数，超过了次数那就是非法行为。对非法行为，业务必须规定适当的惩处策略。

如何使用 Redis 来实现简单限流策略？

接口的定义

# 指定用户 user_id 的某个行为 action_key 在特定的时间内 period 只允许发生一定的次数
max_count
def is_action_allowed(user_id, action_key, period, max_count):
 return True
# 调用这个接口 , 一分钟内只允许最多回复 5 个帖子
can_reply = is_action_allowed("laoqian", "reply", 60, 5)
if can_reply:
 do_reply()
else:
 raise ActionThresholdOverflow()

解决方案

这个限流需求中存在一个滑动时间窗口，想想 zset 数据结构的 score 值，是不是可以通过 score 来圈出这个时间窗口来。

Redis sorted sets | Redis

而且我们只需要保留这个时间窗口，窗口之外的数据都可以砍掉。那这个 zset 的 value 填什么比较合适呢？它只需要保证唯一性即可，用 uuid 会比较浪费空间，那就改用毫秒时间戳吧。

 如图所示，用一个 zset 结构记录用户的行为历史，每一个行为都会作为 zset 中的一个 key 保存下来。同一个用户同一种行为用一个 zset 记录。

为节省内存，我们只需要保留时间窗口内的行为记录，同时如果用户是冷用户，滑动时间窗口内的行为是空记录，那么这个 zset 就可以从内存中移除，不再占用空间。

通过统计滑动窗口内的行为数量与阈值 max_count 进行比较就可以得出当前的行为是否 允许。用代码表示如下：

import org.apache.shiro.util.CollectionUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
 
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.List;
 
@Component
public class SimpleRateLimiter {
    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;
 
    public boolean isActionAllowed(String userId, String actionKey, int period, long maxCount) {
        String key = String.format("hist:%s:%s", userId, actionKey);
        long nowMills = System.currentTimeMillis();
 
        List