Einführung des Redis Atomic Counter Incr, um gleichzeitige Anfragen zu verhindern

Die Kolumne „Redis-Tutorial“ stellt Ihnen die Redis-Atomzähler-Incr vor, um gleichzeitige Anfragen zu verhindern. Ich hoffe, dass sie Freunden in Not hilfreich sein wird.

1. Einführung

Bei einigen Systemen oder Funktionen, die Beschränkungen für viele gleichzeitige Anfragen haben, wie z. B. Flash-Sale-Aktivitäten, oder bei einigen Websites, die zu viele aktuelle Benutzer zurückgeben, versuchen Sie es bitte später noch einmal. Diese begrenzen die Anzahl gleichzeitiger Anfragen und dienen im Allgemeinen dazu, das Hintergrundsystem zu schützen und zu verhindern, dass das System aufgrund übermäßiger Verkehrsbelastung abstürzt. Angesichts der Folgen eines Systemabsturzes ist es für die Betreuer offensichtlich akzeptabler, einige Anfragen abzulehnen. In verschiedenen aktuellen Einschränkungen ist neben dem vom System selbst entwickelten Zähler mit Sperrmechanismus die Verwendung von Redis zur Implementierung offensichtlich eine effiziente, sichere, bequeme und bequeme Möglichkeit.

2. Incr-Befehl
Redis Incr-Befehl erhöht den im Schlüssel gespeicherten numerischen Wert um eins.
Wenn der Schlüssel nicht vorhanden ist, wird der Wert des Schlüssels zuerst auf 0 initialisiert und dann wird die INCR-Operation ausgeführt.

Wenn der Wert den falschen Typ enthält oder ein Zeichenfolgenwert nicht als Zahl dargestellt werden kann, wird ein Fehler zurückgegeben.

Der Wert dieser Operation ist auf die 64-Bit-Zahlendarstellung mit Vorzeichen beschränkt.
Beispiel:

127.0.0.1:6379> set num 10
OK
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get num    # 数字值在 Redis 中以字符串的形式保存
"11"

Hinweis: Da Redis keinen expliziten Typ zur Darstellung ganzzahliger Daten hat, handelt es sich bei dieser Operation um eine Zeichenfolgenoperation.
Beim Ausführen dieses Vorgangs wird die gespeicherte Zeichenfolge, die dem Schlüssel entspricht, in dezimale 64-Bit-Ganzzahldaten mit Vorzeichen analysiert.
Tatsächlich verwendet Redis intern die Ganzzahldarstellung, um entsprechende Ganzzahlwerte zu speichern, sodass diese Art von Zeichenfolgenwerten tatsächlich in Ganzzahlen gespeichert wird, sodass keine zusätzliche Zeichenfolgendarstellung (Stringdarstellung) zum Speichern von Ganzzahlen erforderlich ist Verbrauch.

3. Verwendungsszenarien
1. Zähler
Die Verwendungsidee lautet: Senden Sie bei jedem zugehörigen Vorgang einen Incr-Befehl an den Redis-Server.

Dies ist beispielsweise ein Szenario: Wir haben eine Webanwendung und möchten aufzeichnen, wie oft jeder Benutzer diese Website täglich besucht.

Die Webanwendung muss lediglich die Benutzer-ID und die Zeichenfolge, die die aktuelle Uhrzeit darstellt, als Schlüssel verketten und jedes Mal, wenn der Benutzer diese Seite besucht, den Befehl incr für diesen Schlüssel ausführen.

Dieses Szenario kann auf viele Arten erweitert werden:
Durch die Kombination der Befehle INCR und EXPIRE kann ein Zähler implementiert werden, der nur die Anzahl der Benutzerbesuche innerhalb eines bestimmten Intervalls aufzeichnet.
Der Client kann den aktuellen Zählerwert über den Befehl GETSET erhalten und setzen Sie es auf 0

Durch atomare Inkrementierungs-/Dekrementierungsbefehle wie DECR oder INCRBY können bestimmte Werte entsprechend den Vorgängen des Benutzers erhöht oder verringert werden. In Online-Spielen muss beispielsweise der Spielstand des Benutzers gesteuert werden in Echtzeit. Die Punktzahl kann steigen oder fallen.

2. Geschwindigkeitsbegrenzer
Ein Geschwindigkeitsbegrenzer ist ein spezielles Szenario, das die Ausführungsgeschwindigkeit bestimmter Vorgänge begrenzen kann.
Das traditionelle Beispiel besteht darin, die Anzahl der Anfragen für eine bestimmte öffentliche API zu begrenzen.

Angenommen, wir möchten das folgende Problem lösen: Begrenzen Sie die Anzahl der Anfragen pro IP einer API auf nicht mehr als 10 Mal pro Sekunde.

Mit dem Befehl incr können wir dieses Problem auf zwei Arten lösen.

4. Java-Implementierung der Flusskontrolle
Hier verwenden wir die Redis-Incr-Funktion in Java, um einen Steuercode zu erstellen, der nur 100 Anfragen in 1 Minute zulässt. Der Schlüssel stellt den in Redis gespeicherten kontrollierten Schlüsselwert dar.

public static boolean flowControl(String key){        //最大允许100
        int max = 100;        long total = 1L;        try {            if (jedisInstance.get(key) == null) {                //jedisInstance是Jedis连接实例，可以使单链接也可以使用链接池获取，实现方式请参考之前的blog内容                //如果redis目前没有这个key，创建并赋予0，有效时间为60s
                jedisInstance.setex(key, 60, "0");
            } else {                //获取加1后的值
                total = jedisInstance.incr(redisKey).longValue();                //Redis TTL命令以秒为单位返回key的剩余过期时间。当key不存在时，返回-2。当key存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1。否则，以秒为单位，返回key的剩余生存时间。
                if (jedisInstance.ttl(redisKey).longValue() == -1L)
                {                    //为给定key设置生存时间，当key过期时(生存时间为0)，它会被自动删除。
                    jedisInstance.expire(redisKey, 60);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error("流量控制组件:执行计数操作失败,无法执行计数");
        }        long keytotaltransations = max;        //判断是否已超过最大值，超过则返回false
        if (total > keytotaltransations) {            return false;
        }        return true;
    }

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