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学習ノート - Redis のトークン バケット アルゴリズムを使用して分散電流制限を実装する

2024-07-12

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トークンバケットアルゴリズムを紹介する前に、まずリーキーバケットアルゴリズム(Leaky Bucket)を紹介しましょう。

リーキーバケットアルゴリズム

リーキー バケット アルゴリズムは、データの流入と流出の速度を制御することでデータ転送速度を制限する固定容量のコンテナー モデルです。リーキー バケット アルゴリズムの主な機能は次のとおりです。

  • 固定容量: リーキーバケットの容量は固定されており、バケットがいっぱいになると、余分なデータは破棄または拒否されます。
  • 継続的な漏れ:バケツの中の「水」(データ)は一定の割合で流れ出し続けます。
  • バースト処理: バケットがいっぱいでない場合はバースト トラフィックを迅速に処理できますが、バケットがいっぱいになるとトラフィックが制限されます。

Redisson 自体は、リーキー バケット アルゴリズムの実装を直接提供しません。Redisson でリーキー バケット アルゴリズムを実装する必要がある場合は、次の手順を検討できます。

  1. ソートセットを使用してトークンを保存する: ソート セットを使用してトークンを Redis に保存します。各トークンにはスコアとしてタイムスタンプが付いています。

  2. トークンを追加 : ソートされたセットに一定の間隔でトークンを追加します。各トークンのスコアは追加時のタイムスタンプです。 (スケジュールされたタスクを使用して追加できます)

  3. トークンの取得: リクエストを送信する必要がある場合は、ソートされたセットからトークンを削除 (またはポップ) し、現在時刻がトークンのタイムスタンプに最大許容遅延を加えたものより大きいかどうかを確認します。

  4. トークンを破棄する: 現在時間がトークンのタイムスタンプに最大遅延を加えたものを超える場合、トークンは「水漏れ」をシミュレートするために破棄されます。

  5. 電流制限ロジック: ソートされたセットに利用可能なトークンがない場合は、リクエストを拒否するか、待機キューに入れます。

トークンバケットアルゴリズム

トークン バケット アルゴリズムは、トークンを生成することで特定のレートでデータを送信できるようにする、より柔軟なフロー制御アルゴリズムです。トークン バケット アルゴリズムの主な機能は次のとおりです。

  • トークンの生成: 固定レートでバケット内にトークンを生成します。
  • トークンの使用法: データ送信時にバケット内のトークンを消費する必要があります。トークンが不足している場合、データ送信は遅延または破棄されます。
  • 突然の能力: トークンが十分にある場合は、より大きなトラフィックを送信できます。その後、トラフィックはトークン生成レートに基づいて調整されます。

Redisson フレームワークは、トークン バケット アルゴリズムに基づいた電流制限機能を提供します。 RRateLimiter インターフェースの実装。以下は、Redisson でトークン バケット アルゴリズムを使用する簡単な例です。

  1. import org.redisson.api.RRateLimiter;
  2. import org.redisson.api.RedissonClient;
  3. // 假设redissonClient已经创建并配置好连接
  4. RRateLimiter rateLimiter = redissonClient.getRateLimiter("myRateLimiter");
  5. // 配置令牌桶参数
  6. rateLimiter.trySetRate(20, RateType.OVERALL); // 总共可以处理20个请求
  7. rateLimiter.trySetRate(1, RateIntervalUnit.SECONDS); // 每秒生成1个令牌
  8. // 尝试获取一个令牌,如果成功,返回true,否则返回false
  9. boolean acquired = rateLimiter.tryAcquire();
  10. // 使用令牌执行操作
  11. if (acquired) {
  12. // 执行受限操作
  13. } else {
  14. // 处理限流逻辑,例如重试或等待
  15. }
  16. // 关闭Redisson客户端
  17. redissonClient.shutdown();