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Notas de aprendizaje: uso del algoritmo Token Bucket de Redis para implementar la limitación de corriente distribuida

2024-07-12

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Antes de presentar el algoritmo del depósito de tokens, primero introduzcamos el algoritmo del depósito con fugas (Leaky Bucket)

Algoritmo de cubo con fugas

El algoritmo del depósito con fugas es un modelo de contenedor de capacidad fija que limita la velocidad de transferencia de datos controlando la velocidad de entrada y salida de datos. Las principales características del algoritmo del cubo con fugas incluyen:

  • capacidad fija: La capacidad del depósito con fugas es fija. Una vez que el depósito está lleno, los datos sobrantes se descartarán o rechazarán.
  • Fugas continuas: El "agua" (datos) del cubo sigue saliendo a un ritmo fijo.
  • Manejo de ráfagas: Puede manejar rápidamente el tráfico en ráfagas cuando el depósito no está lleno, pero una vez que el depósito esté lleno, el tráfico será limitado.

Redisson en sí no proporciona directamente una implementación del algoritmo del depósito con fugas. Si necesita implementar el algoritmo del depósito con fugas en Redisson, puede considerar los siguientes pasos:

  1. Utilice un conjunto ordenado para almacenar tokens: Utilice un conjunto ordenado para almacenar tokens en Redis, cada token tiene una marca de tiempo como puntuación.

  2. agregar token : Agregue tokens al conjunto ordenado a intervalos fijos, y la puntuación de cada token es la marca de tiempo cuando se agrega. (Se puede agregar usando tareas programadas)

  3. Obtener token: cuando sea necesario enviar una solicitud, elimine (o extraiga) un token del conjunto ordenado y verifique si la hora actual es mayor que la marca de tiempo del token más un retraso máximo permitido.

  4. ficha de descarte: Si la hora actual excede la marca de tiempo del token más el retraso máximo, el token se descarta para simular una "fuga de agua".

  5. Lógica limitante actual: Si no hay tokens disponibles en el conjunto ordenado, rechace la solicitud o colóquela en una cola de espera.

Algoritmo de depósito de tokens

El algoritmo del depósito de tokens es un algoritmo de control de flujo más flexible que permite que los datos se envíen a una velocidad determinada mediante la generación de tokens. Las características principales del algoritmo del depósito de tokens incluyen:

  • Generación de tokens: Genera tokens en el depósito a una tasa fija.
  • Uso de tokens: Los tokens en el depósito deben consumirse al enviar datos. Si no hay suficientes tokens, el envío de datos se retrasará o se descartará.
  • habilidad repentina: Se puede enviar un tráfico mayor cuando los tokens son suficientes, después de lo cual el tráfico se limitará según la tasa de generación de tokens.

El marco de Redisson proporciona una función de limitación actual basada en el algoritmo del depósito de tokens, que puede ser RRateLimiter Implementación de interfaz. El siguiente es un ejemplo simple del uso del algoritmo de depósito de tokens en Redisson:

  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();