使用Redis作為簡單的限流計數器幾種實現策略

在實現簡單的接口限流或者商品秒殺時，一般需要Redis來作為計數器。但是在並發場景下，使用不當的可能會踩坑。

這里主要的坑就是：使用不當，會造成key永久有效，永不過期，導致value一直在increment，無法起到限流的作用。

下面就以反面例子說明：

本文使用的是spring-data-redis的RedisTemplate

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

反面實例

public void limit() throws Exception {
        String redisKey = "com:xxx:activity:interfaceA:limit";
        Long incrResult = redisService.increment(redisKey, 1L);
        if (null != incrResult && incrResult == 1) {
            redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.SECONDS);
        }
        if (incrResult > 100) {
            throw new Exception("計數器超限");
        }
    }

這個代碼的錯誤在第4，5行。

因為redisService.increment()在key為空的情況下，不是原子性操作。

實際是兩步操作，首先Redis 的Incr 命令將 key 中儲存的數字值增1；如果 key 不存在，那么 key 的值會先被初始化為 0 ，然后再執行 INCR 操作，且將key的有效時間設置為長期有效。

當計數器設置成功之后，給key加expire時間時出現服務故障，將會導致整個key一直存在。無法起到限流作用

正確寫法1

public void limit() throws Exception {
        String redisKey = "com:xxx:activity:interfaceA:limit";
        try {
            Long incrResult = redisService.increment(redisKey, 1L);
            if (null != incrResult && incrResult == 1) {
                redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.SECONDS);
            }
            //防止出現並發操作未設置超時時間的場景,這樣key就是永不過期,存在風險
            if (redisService.getExpire(redisKey, TimeUnit.SECONDS) == -1) {
                //設置永不過期的時間
                redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.SECONDS);
            }
            if (incrResult > 100) {
                throw new Exception("計數器超限");
            }
        } catch (Exception e) {
            //出現故障時，刪除key
            redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.MILLISECONDS);
        }
    }

正確寫法2：給key加一個時間后綴，這樣即時出現永不過期的key也只影響其中某一時間段內的key

public void limit() throws Exception {
        String redisKey = "com:xxx:activity:interfaceA:limit_" + TimeUnit.MILLISECONDS.toSeconds(DateTime.now().getMillis());
        try {
            Long incrResult = redisService.increment(redisKey, 1L);
            if (null != incrResult && incrResult == 1) {
                redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.SECONDS);
            }
            if (incrResult > 100) {
                throw new Exception("計數器超限");
            }
        } catch (Exception e) {
            //出現故障時，刪除key
            redisService.expire(redisKey, 1L, TimeUnit.MILLISECONDS);
        }
    }