Redis に基づくトラフィック制御を実装するためにトークン バケット アルゴリズムを使用して PHP の関連コンテンツを説明する
- jackloveオリジナル
- 2018-06-08 15:34:221862ブラウズ
この記事では、redis に基づく PHP を紹介し、トークン バケット アルゴリズムを使用してアクセス トラフィックを制御します。誰でも学習して使用できる、アルゴリズムの完全な説明とデモンストレーションの例を提供します。
国内の長期休暇や重要な祭りがある場合、国内の景勝地や地下鉄は混雑し、混雑が予想され、場合によっては交通規制が行われ、乗車数が制限されます。エリア内の人数が減少すると、一定値に達すると入場が許可されます。
例:
エリア内で許可される最大人数は MM
エリア内の現在の人数はN
人が入場するたびに、N 1、N = Mの場合、入場は許可されません
人が退出するたびに、N-1、N
もちろん、サーバーを追加して圧力を分散することもできます。まず、サーバーの追加には構成にもある程度の時間がかかります。また、特定のアクティビティのためにサーバーが追加された場合、これらのサーバー リソースが無駄になります。活動が終わった後。
したがって、最初に
current Limiting を使用して、ビジネスの種類に応じてサーバーの負荷を軽減できます。 景勝地の交通制限とは異なり、
訪問からシステムの終了までの時間は非常に短いため、各訪問の平均時間を把握し、最大時間を設定するだけで済みます。同時訪問者数。トークンバケットアルゴリズム
1. まず、トークンバケットがあり、トークンはバケットに格納されます。最初は、トークンバケット内のトークンはいっぱいです(トークンの数)。バケット内の数量はサーバーの状況に応じて設定できます)。
redis
のキューをトークン バケット コンテナとして使用できます。lPush (エンキュー)、rPop (デキュー) を使用して、トークンの追加および消費操作を実装します。
TrafficShaper.class.php<?php/**
* PHP基于Redis使用令牌桶算法实现流量控制
* Date: 2018-02-23
* Author: fdipzone
* Version: 1.0
*
* Descripton:
* php基于Redis使用令牌桶算法实现流量控制，使用redis的队列作为令牌桶容器，入队（lPush）出队（rPop)作为令牌的加入与消耗操作。
*
* Func:
* public add 加入令牌
* public get 获取令牌
* public reset 重设令牌桶
* private connect 创建redis连接
*/class TrafficShaper{ // class start
private $_config; // redis设定
private $_redis; // redis对象
private $_queue; // 令牌桶
private $_max; // 最大令牌数
/**
* 初始化
* @param Array $config redis连接设定
*/
public function __construct($config, $queue, $max){
$this->_config = $config; $this->_queue = $queue; $this->_max = $max; $this->_redis = $this->connect();
} /**
* 加入令牌
* @param Int $num 加入的令牌数量
* @return Int 加入的数量
*/
public function add($num=0){
// 当前剩余令牌数
$curnum = intval($this->_redis->lSize($this->_queue)); // 最大令牌数
$maxnum = intval($this->_max); // 计算最大可加入的令牌数量，不能超过最大令牌数
$num = $maxnum>=$curnum+$num? $num : $maxnum-$curnum; // 加入令牌
if($num>0){ $token = array_fill(0, $num, 1); $this->_redis->lPush($this->_queue, ...$token); return $num;
} return 0;
} /**
* 获取令牌
* @return Boolean
*/
public function get(){
return $this->_redis->rPop($this->_queue)? true : false;
} /**
* 重设令牌桶，填满令牌
*/
public function reset(){
$this->_redis->delete($this->_queue); $this->add($this->_max);
} /**
* 创建redis连接
* @return Link
*/
private function connect(){
try{ $redis = new Redis(); $redis->connect($this->_config['host'],$this->_config['port'],$this->_config['timeout'],$this->_config['reserved'],$this->_config['retry_interval']); if(empty($this->_config['auth'])){ $redis->auth($this->_config['auth']);
} $redis->select($this->_config['index']);
}catch(RedisException $e){ throw new Exception($e->getMessage()); return false;
} return $redis;
}
} // class end?>
<?php/**
* 演示令牌加入与消耗
*/require 'TrafficShaper.class.php';// redis连接设定$config = array( 'host' => 'localhost', 'port' => 6379, 'index' => 0, 'auth' => '', 'timeout' => 1, 'reserved' => NULL, 'retry_interval' => 100,
);// 令牌桶容器$queue = 'mycontainer';// 最大令牌数$max = 5;// 创建TrafficShaper对象$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);// 重设令牌桶，填满令牌$oTrafficShaper->reset();// 循环获取令牌，令牌桶内只有5个令牌，因此最后3次获取失败for($i=0; $i<8; $i++){
var_dump($oTrafficShaper->get());
}// 加入10个令牌，最大令牌为5，因此只能加入5个$add_num = $oTrafficShaper->add(10);
var_dump($add_num);// 循环获取令牌，令牌桶内只有5个令牌，因此最后1次获取失败for($i=0; $i<6; $i++){
var_dump($oTrafficShaper->get());
}?>出力:
boolean trueboolean trueboolean trueboolean trueboolean trueboolean falseboolean falseboolean falseint 5boolean trueboolean trueboolean trueboolean trueboolean trueboolean false
定期的にトークンに参加するアルゴリズム
crontab によって呼び出されるトークン追加プログラムは次のとおりで、1 秒あたり 3 つのトークンを自動的に追加します。
<?php/**
* 定时任务加入令牌
*/require 'TrafficShaper.class.php';// redis连接设定$config = array( 'host' => 'localhost', 'port' => 6379, 'index' => 0, 'auth' => '', 'timeout' => 1, 'reserved' => NULL, 'retry_interval' => 100,
);// 令牌桶容器$queue = 'mycontainer';// 最大令牌数$max = 10;// 每次时间间隔加入的令牌数$token_num = 3;// 时间间隔，最好是能被60整除的数，保证覆盖每一分钟内所有的时间$time_step = 1;// 执行次数$exec_num = (int)(60/$time_step);// 创建TrafficShaper对象$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);for($i=0; $i<$exec_num; $i++){ $add_num = $oTrafficShaper->add($token_num); echo '['.date('Y-m-d H:i:s').'] add token num:'.$add_num.PHP_EOL;
sleep($time_step);
}?>シミュレーション消費プログラムは次のとおりで、1 秒あたり 2 ～ 8 個のトークンを消費します。
<?php/**
* 模拟用户访问消耗令牌，每段时间间隔消耗若干令牌
*/require 'TrafficShaper.class.php';// redis连接设定$config = array( 'host' => 'localhost', 'port' => 6379, 'index' => 0, 'auth' => '', 'timeout' => 1, 'reserved' => NULL, 'retry_interval' => 100,
);// 令牌桶容器$queue = 'mycontainer';// 最大令牌数$max = 10;// 每次时间间隔随机消耗的令牌数量范围$consume_token_range = array(2, 8);// 时间间隔$time_step = 1;// 创建TrafficShaper对象$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);// 重设令牌桶，填满令牌$oTrafficShaper->reset();// 执行令牌消耗while(true){ $consume_num = mt_rand($consume_token_range[0], $consume_token_range[1]); for($i=0; $i<$consume_num; $i++){ $status = $oTrafficShaper->get(); echo '['.date('Y-m-d H:i:s').'] consume token:'.($status? 'true' : 'false').PHP_EOL;
}
sleep($time_step);
}?>デモ
スケジュールされたタスクを設定し、1分ごとに実行します
* * * * * php /程序的路径/cron_add.php >> /tmp/cron_add.log実行シミュレーションの消費
php consume_demo.php実行結果：
[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:57] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:true[2018-02-23 11:42:58] consume token:false[2018-02-23 11:42:59] consume token:true[2018-02-23 11:42:59] consume token:true[2018-02-23 11:42:59] consume token:true[2018-02-23 11:42:59] consume token:false[2018-02-23 11:42:59] consume token:false[2018-02-23 11:42:59] consume token:false[2018-02-23 11:42:59] consume token:false[2018-02-23 11:43:00] consume token:true[2018-02-23 11:43:00] consume token:true[2018-02-23 11:43:00] consume token:true[2018-02-23 11:43:00] consume token:false[2018-02-23 11:43:00] consume token:false最初はトークンバケットがいっぱいなので（トークンの最大数は10）、最初の10回まではトークンを取得できますが、10回以降は消費トークンが大きくなります。参加トークンの枚数を超えるとアクセスが制限されます。
この記事では、トークン バケット アルゴリズムを使用して Redis に基づいたトラフィック制御を実装する PHP の関連コンテンツについて説明します。その他の関連コンテンツについては、PHP の中国語 Web サイトを参照してください。
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