기술나눔

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토큰 버킷 알고리즘을 소개하기 전에 먼저 리키 버킷(Leaky Bucket) 알고리즘을 소개하겠습니다.

누출 버킷 알고리즘

Leaky Bucket 알고리즘은 데이터 유입 및 유출 속도를 제어하여 데이터 전송 속도를 제한하는 고정 용량 컨테이너 모델입니다. 누출 버킷 알고리즘의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• 고정 용량: Leaky Bucket의 용량은 고정되어 있으며, Bucket이 가득 차면 초과된 데이터는 폐기되거나 거부됩니다.
• 지속적인 누출: 물통 안의 "물"(데이터)이 일정한 속도로 계속해서 흘러나옵니다.
• 버스트 처리: 버킷이 가득 차지 않은 경우 버스트 트래픽을 빠르게 처리할 수 있지만, 버킷이 가득 차면 트래픽이 제한됩니다.

Redisson 자체는 누출 ​​버킷 알고리즘의 구현을 직접 제공하지 않습니다. Redisson에서 누출 버킷 알고리즘을 구현해야 하는 경우 다음 단계를 고려할 수 있습니다.

1. 정렬된 집합을 사용하여 토큰 저장: Redis에 토큰을 저장하려면 정렬된 집합을 사용하세요. 각 토큰에는 점수로 타임스탬프가 있습니다.

2. 토큰 추가하기 : 정렬된 세트에 일정한 간격으로 토큰을 추가하며, 각 토큰의 점수는 추가 시 타임스탬프가 됩니다. (예약된 작업을 사용하여 추가 가능)

3. 토큰 받기: 요청을 보내야 하는 경우 정렬된 집합에서 토큰을 제거(또는 팝)하고 현재 시간이 토큰의 타임스탬프에 허용되는 최대 지연을 더한 값보다 큰지 확인합니다.

4. 토큰 버리기: 현재 시간이 토큰의 타임스탬프에 최대 지연 시간을 더한 시간을 초과하는 경우 "누수"를 시뮬레이션하기 위해 토큰이 삭제됩니다.

5. 전류 제한 논리: 정렬된 집합에 사용 가능한 토큰이 없으면 요청을 거부하거나 대기 대기열에 넣습니다.

토큰 버킷 알고리즘

토큰 버킷 알고리즘은 토큰을 생성하여 특정 속도로 데이터를 전송할 수 있는 보다 유연한 흐름 제어 알고리즘입니다. 토큰 버킷 알고리즘의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• 토큰 생성: 고정된 비율로 버킷에 토큰을 생성합니다.
• 토큰 사용: 데이터 전송 시 버킷에 있는 토큰을 모두 소모해야 합니다. 토큰이 부족할 경우 데이터 전송이 지연되거나 폐기됩니다.
• 갑작스런 능력: 토큰이 충분할 때 더 큰 트래픽을 보낼 수 있으며, 그 이후에는 토큰 생성 속도에 따라 트래픽이 제한됩니다.

Redisson 프레임워크는 토큰 버킷 알고리즘을 기반으로 전류 제한 기능을 제공합니다. RRateLimiter 인터페이스 구현. 다음은 Redisson에서 토큰 버킷 알고리즘을 사용하는 간단한 예입니다.

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