在SpingBoot中使用Redis对接口进行限流
2020-08-10
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一个基于redis实现的接口限流方案，先说要实现的功能
- 可以限制指定的接口，在一定时间内，只能被请求N次，超过次数就返回异常信息
- 可以通过配置文件，或者管理后台，动态的修改限流配置
实现的思路
使用 Hash 存储接口的限流配置
request_limit_config "/api2" : {"limit": 10, "time": 1, "timeUnit": "SECONDS"}
hash中的key就是请求的uri路径，value是一个对象。通过3个属性，描述限制策略
- limit 最多请求次数
- time 时间
- timeUnit 时间单位
使用普通kv，存储api的请求次数
request_limit:/api 1
处理请求的时候，通过increment对该key进行 +1 操作，如果返回1，则表示是第一次请求，此时设置它的过期时间。为限制策略中定义时间限制信息。再通过命名的返回值，判断是否超出了限制。
increment 指令是线程安全的，不用担心并发的问题。
使用SpringBoot实现
创建SpringBoot工程，添加spring-boot-starter-data-redis依赖，并且给出正确的配置。
这里不做工程的创建，配置，以及其他额外代码的演示，仅仅给出关键的代码。
RedisKeys
定义两个Key，限流用到的2个Key
public interface RedisKeys {
/**
* api的限制配置，hash key
*/
String REQUEST_LIMIT_CONFIG = "request_limit_config";
/**
* api的请求的次数
*/
String REQUEST_LIMIT = "request_limit";
}
ObjectRedisTemplate
为了提高hash value的序列化效率，自定义一个RedisTemplate的实现。使用jdk的序列化，而不是json。
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
public class ObjectRedisTemplate extends RedisTemplate<String, Object> {
}
RedisConfigration
把自定义的ObjectRedisTemplate配置到IOC
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;
import io.springboot.jwt.redis.ObjectRedisTemplate;
@Configuration
public class RedisConfiguration {
@Bean
public ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate(@Autowired RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate = new ObjectRedisTemplate();
objectRedisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
objectRedisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
objectRedisTemplate.setValueSerializer(RedisSerializer.JAVA());
// hash的key使用String序列化
objectRedisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
// hash的value使用jdk的序列化
objectRedisTemplate.setHashValueSerializer(RedisSerializer.java());
return objectRedisTemplate;
}
}
RequestLimitConfig
用于描述限制策略的对象。
import java.io.Serializable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class RequestLimitConfig implements Serializable {
/**
*
*/
private static final long serialVersionUID = 1101875328323558092L;
// 最大请求次数
private long limit;
// 时间
private long time;
// 时间单位
private TimeUnit timeUnit;
public RequestLimitConfig() {
super();
}
public RequestLimitConfig(long limit, long time, TimeUnit timeUnit) {
super();
this.limit = limit;
this.time = time;
this.timeUnit = timeUnit;
}
public long getLimit() {
return limit;
}
public void setLimit(long limit) {
this.limit = limit;
}
public long getTime() {
return time;
}
public void setTime(long time) {
this.time = time;
}
public TimeUnit getTimeUnit() {
return timeUnit;
}
public void setTimeUnit(TimeUnit timeUnit) {
this.timeUnit = timeUnit;
}
@Override
public String toString() {
return "RequestLimitConfig [limit=" + limit + ", time=" + time + ", timeUnit=" + timeUnit + "]";
}
}
RequestLimitInterceptor
通过拦截器，来完成限流的实现。
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.util.StringUtils;
import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;
import io.springboot.jwt.redis.ObjectRedisTemplate;
import io.springboot.jwt.redis.RedisKeys;
import io.springboot.jwt.web.RequestLimitConfig;
public class RequestLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(RequestLimitInterceptor.class);
@Autowired
private ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate;
@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
/**
* 获取到请求的URI
*/
String contentPath = request.getContextPath();
String uri = request.getRequestURI().toString();
if (!StringUtils.isEmpty(contentPath) && !contentPath.equals("/")) {
uri = uri.substring(uri.indexOf(contentPath) + contentPath.length());
}
LOGGER.info("uri={}", uri);
/**
* 尝试从hash中读取得到当前接口的限流配置
*/
RequestLimitConfig requestLimitConfig = (RequestLimitConfig) this.objectRedisTemplate.opsForHash().get(RedisKeys.REQUEST_LIMIT_CONFIG, uri);
if (requestLimitConfig == null) {
LOGGER.info("该uri={}没有限流配置", uri);
return true;
}
String limitKey = RedisKeys.REQUEST_LIMIT + ":" + uri;
/**
* 当前接口的访问次数 +1
*/
long count = this.objectRedisTemplate.opsForValue().increment(limitKey);
if (count == 1) {
/**
* 第一次请求，设置key的过期时间
*/
this.objectRedisTemplate.expire(limitKey, requestLimitConfig.getTime(), requestLimitConfig.getTimeUnit());
LOGGER.info("设置过期时间：time={}, timeUnit={}", requestLimitConfig.getTime(), requestLimitConfig.getTimeUnit());
}
LOGGER.info("请求限制。limit={}, count={}", requestLimitConfig.getLimit(), count);
if (count > requestLimitConfig.getLimit()) {
/**
* 限定时间内，请求超出限制，响应客户端错误信息。
*/
response.setContentType(MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE);
response.setCharacterEncoding(StandardCharsets.UTF_8.name());
response.getWriter().write("服务器繁忙，稍后再试");
return false;
}
return true;
}
}
Controller
一个用于测试的接口类
import java.util.Collections;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMApping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
@RequestMapping("/test")
public class TestController {
@GetMapping
public Object test () {
return Collections.singletonMap("success", true);
}
}
WebMvcConfigration
拦截器的配置
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;
import io.springboot.jwt.web.interceptor.RequestLimitInterceptor;
@Configuration
public class WebMvcConfiguration implements WebMvcConfigurer {
@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
registry.addInterceptor(this.requestLimitInterceptor())
.addPathPatterns("/test");
}
@Bean
public RequestLimitInterceptor requestLimitInterceptor() {
return new RequestLimitInterceptor();
}
}
通过@Test测试，初始化一个限流配置
@Autowired
private ObjectRedisTemplate objectRedisTemplate;
@Test
public void test () {
// 3秒内，只能请求2次
RequestLimitConfig requestLimitConfig = new RequestLimitConfig(2, 3, TimeUnit.SECONDS);
// 限制的uri是 /test
this.objectRedisTemplate.opsForHash().put(RedisKeys.REQUEST_LIMIT_CONFIG, "/test", requestLimitConfig);
}
使用浏览器演示
最后一些问题
怎么灵活的配置
都写到这个份儿上了，如果熟悉Redis以及客户端，我想提供一个“限流管理”接口的并不是难事儿。
针对指定的用户限流
这里演示的方法是，针对接口的限流。有时候，也有一些特殊的需求，需要“针对不同”的用户来做限流。打个比方。针对A用户，允许有他1分钟请求20次接口，针对B用户，允许他1分钟请求10次接口。 这个其实也简单，只需要修改一下上面的两个限制key，在key中添加用户的唯一标识（例如：ID）
request_limit_config "/api2:{userId}" : {"limit": 10, "time": 1, "timeUnit": "SECONDS"}
request_limit:{userId}:/api 1
在拦截器中获取到用户的ID，加上用户ID进行检索和判断，就可以完成针对用户的限流。
Restful 接口的问题
@GetMapping("/user/{id}") // restful的检索接口，往往把ID信息放在了URI中
这就会导致上面的代码有问题，因为这里采用的是根据URI来完成的限流操作。检索不同ID的用户，会导致URI不同。 解决办法我认为也很简单。那就不要使用URI，可以通过 自定义注解，方式，不同的接口，定义不同的唯一标识。在拦截器中获取到注解，读取到唯一的编码，代替原来的URI，即可。
首发：https://springboot.io/t/topic/2383
