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Springboot搭配Redis实现接口限流

2023-07-15 171
版权
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本文涉及的产品
Redis 开源版，标准版 2GB
推荐场景：
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair（兼容Redis），内存型 2GB
推荐场景：
通过缓存加速数据库访问
简介： 介绍限流的需求出现在许多常见的场景中：秒杀活动，有人使用软件恶意刷单抢货，需要限流防止机器参与活动某 api 被各式各样系统广泛调用，严重消耗网络、内存等资源，需要合理限流淘宝获取 ip 所在城市接口、微信公众号识别微信用户等开发接口，免费提供给用户时需要限流，更具有实时性和准确性的接口需要付费。

限流的思路

通过 ip:api 路径 的作为 key ，访问次数为 value 的方式对某一用户的某一请求进行唯一标识
每次访问的时候判断 key 是否存在，是否 count 超过了限制的访问次数
若访问超出限制，则应 response 返回 msg: 请求过于频繁 给前端予以展示
代码示例

准备一个springboot项目
必需pom依赖



org.springframework.boot
spring-boot-starter-web



org.springframework.boot
spring-boot-starter-data-redis


redis.clients
jedis
2.9.3

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

自定义注解
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;

//运行时执行
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
//指定注解的适用目标 表示该注解适用于方法上。
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface AccessLimit {
/**

 * 限制时长 秒
 */
int seconds();

/**
 * 最大访问次数
 */
int maxCount();

/**
 * 是否需要登录
 */
boolean needLogin() default true;

}
redis工具类

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnection;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.util.CollectionUtils;
import redis.clients.jedis.Protocol;
import redis.clients.util.SafeEncoder;

import java.io.Serializable;
import java.util.Collection;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Component
public class RedisUtil { 

@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

// =============================common============================
/**
 * 指定缓存失效时间
 * @param key 键
 * @param time 时间(秒)
 * @return
 */
public boolean expire(String key, long time) {
    try {
        if (time > 0) {
            redisTemplate.expire(key, time, TimeUnit.SECONDS);
        }
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 根据key 获取过期时间
 * @param key 键 不能为null
 * @return 时间(秒) 返回0代表为永久有效
 */
public long getExpire(String key) {
    return redisTemplate.getExpire(key, TimeUnit.SECONDS);
}

/**
 * 判断key是否存在
 * @param key 键
 * @return true 存在 false不存在
 */
public boolean hasKey(String key) {
    try {
        return redisTemplate.hasKey(key);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 删除缓存
 * @param key 可以传一个值 或多个
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
public void del(String... key) {
    if (key != null && key.length > 0) {
        if (key.length == 1) {
            redisTemplate.delete(key[0]);
        } else {
            redisTemplate.delete((Collection<String>) CollectionUtils.arrayToList(key));
        }
    }
}

/**
 * 删除缓存
 * @param keys 可以传一个值 或多个
 */
public void del(Collection<String> keys) {
    if (CollectionUtils.isEmpty(keys)) {
        redisTemplate.delete(keys);
    }
}

// ============================String=============================
/**
 * 普通缓存获取
 * @param key 键
 * @return 值
 */
public Object get(String key) {
    return key == null ? null : redisTemplate.opsForValue().get(key);
}

/**
 * 普通缓存放入
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @return true成功 false失败
 */
public boolean set(String key, Object value) {
    try {
        redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 普通缓存放入并设置时间
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @param time 时间(秒) time要大于0 如果time小于等于0 将设置无限期
 * @return true成功 false 失败
 */
public boolean set(String key, Object value, long time) {
    try {
        if (time > 0) {
            redisTemplate.opsForValue().set(key, value, time, TimeUnit.SECONDS);
        } else {
            set(key, value);
        }
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 递增
 * @param key 键
 * @param delta 要增加几(大于0)
 * @return
 */
public long incr(String key, long delta) {
    if (delta < 0) {
        throw new RuntimeException("递增因子必须大于0");
    }
    return redisTemplate.opsForValue().increment(key, delta);
}

/**
 * 递减
 * @param key 键
 * @param delta 要减少几(小于0)
 * @return
 */
public long decr(String key, long delta) {
    if (delta < 0) {
        throw new RuntimeException("递减因子必须大于0");
    }
    return redisTemplate.opsForValue().increment(key, -delta);
}

// ================================Map=================================
/**
 * HashGet
 * @param key 键 不能为null
 * @param item 项 不能为null
 * @return 值
 */
public Object hget(String key, String item) {
    return redisTemplate.opsForHash().get(key, item);
}

/**
 * 获取hashKey对应的所有键值
 * @param key 键
 * @return 对应的多个键值
 */
public Map<Object, Object> hmget(String key) {
    return redisTemplate.opsForHash().entries(key);
}

/**
 * HashSet
 * @param key 键
 * @param map 对应多个键值
 * @return true 成功 false 失败
 */
public boolean hmset(String key, Map<String, Object> map) {
    try {
        redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * HashSet 并设置时间
 * @param key 键
 * @param map 对应多个键值
 * @param time 时间(秒)
 * @return true成功 false失败
 */
public boolean hmset(String key, Map<String, Object> map, long time) {
    try {
        redisTemplate.opsForHash().putAll(key, map);
        if (time > 0) {
            expire(key, time);
        }
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 向一张hash表中放入数据,如果不存在将创建
 * @param key 键
 * @param item 项
 * @param value 值
 * @return true 成功 false失败
 */
public boolean hset(String key, String item, Object value) {
    try {
        redisTemplate.opsForHash().put(key, item, value);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 向一张hash表中放入数据,如果不存在将创建
 * @param key 键
 * @param item 项
 * @param value 值
 * @param time 时间(秒) 注意:如果已存在的hash表有时间,这里将会替换原有的时间
 * @return true 成功 false失败
 */
public boolean hset(String key, String item, Object value, long time) {
    try {
        redisTemplate.opsForHash().put(key, item, value);
        if (time > 0) {
            expire(key, time);
        }
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 删除hash表中的值
 * @param key 键 不能为null
 * @param item 项 可以使多个 不能为null
 */
public void hdel(String key, Object... item) {
    redisTemplate.opsForHash().delete(key, item);
}

/**
 * 删除hash表中的值
 * @param key 键 不能为null
 * @param items 项 可以使多个 不能为null
 */
public void hdel(String key, Collection items) {
    redisTemplate.opsForHash().delete(key, items.toArray());
}

/**
 * 判断hash表中是否有该项的值
 * @param key 键 不能为null
 * @param item 项 不能为null
 * @return true 存在 false不存在
 */
public boolean hHasKey(String key, String item) {
    return redisTemplate.opsForHash().hasKey(key, item);
}

/**
 * hash递增 如果不存在,就会创建一个 并把新增后的值返回
 * @param key 键
 * @param item 项
 * @param delta 要增加几(大于0)
 * @return
 */
public double hincr(String key, String item, double delta) {
    if (delta < 0) {
        throw new RuntimeException("递增因子必须大于0");
    }
    return redisTemplate.opsForHash().increment(key, item, delta);
}

/**
 * hash递减
 * @param key 键
 * @param item 项
 * @param delta 要减少记(小于0)
 * @return
 */
public double hdecr(String key, String item, double delta) {
    if (delta < 0) {
        throw new RuntimeException("递减因子必须大于0");
    }
    return redisTemplate.opsForHash().increment(key, item, -delta);
}

// ============================set=============================
/**
 * 根据key获取Set中的所有值
 * @param key 键
 * @return
 */
public Set<Object> sGet(String key) {
    try {
        return redisTemplate.opsForSet().members(key);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

/**
 * 根据value从一个set中查询,是否存在
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @return true 存在 false不存在
 */
public boolean sHasKey(String key, Object value) {
    try {
        return redisTemplate.opsForSet().isMember(key, value);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 将数据放入set缓存
 * @param key 键
 * @param values 值 可以是多个
 * @return 成功个数
 */
public long sSet(String key, Object... values) {
    try {
        return redisTemplate.opsForSet().add(key, values);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * 将数据放入set缓存
 * @param key 键
 * @param values 值 可以是多个
 * @return 成功个数
 */
public long sSet(String key, Collection values) {
    try {
        return redisTemplate.opsForSet().add(key, values.toArray());
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * 将set数据放入缓存
 * @param key 键
 * @param time 时间(秒)
 * @param values 值 可以是多个
 * @return 成功个数
 */
public long sSetAndTime(String key, long time, Object... values) {
    try {
        Long count = redisTemplate.opsForSet().add(key, values);
        if (time > 0)
            expire(key, time);
        return count;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * 获取set缓存的长度
 * @param key 键
 * @return
 */
public long sGetSetSize(String key) {
    try {
        return redisTemplate.opsForSet().size(key);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * 移除值为value的
 * @param key 键
 * @param values 值 可以是多个
 * @return 移除的个数
 */
public long setRemove(String key, Object... values) {
    try {
        Long count = redisTemplate.opsForSet().remove(key, values);
        return count;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

// ===============================list=================================
/**
 * 获取list缓存的内容
 * @param key 键
 * @param start 开始
 * @param end 结束 0 到 -1代表所有值
 * @return
 */
public List<Object> lGet(String key, long start, long end) {
    try {
        return redisTemplate.opsForList().range(key, start, end);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

/**
 * 获取list缓存的长度
 * @param key 键
 * @return
 */
public long lGetListSize(String key) {
    try {
        return redisTemplate.opsForList().size(key);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * 通过索引 获取list中的值
 * @param key 键
 * @param index 索引 index>=0时， 0 表头，1 第二个元素，依次类推；index<0时，-1，表尾，-2倒数第二个元素，依次类推
 * @return
 */
public Object lGetIndex(String key, long index) {
    try {
        return redisTemplate.opsForList().index(key, index);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return null;
    }
}

/**
 * 将list放入缓存
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @return
 */
public boolean lSet(String key, Object value) {
    try {
        redisTemplate.opsForList().rightPush(key, value);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 将list放入缓存
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @param time 时间(秒)
 * @return
 */
public boolean lSet(String key, Object value, long time) {
    try {
        redisTemplate.opsForList().rightPush(key, value);
        if (time > 0)
            expire(key, time);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 将list放入缓存
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @return
 */
public boolean lSet(String key, List<Object> value) {
    try {
        redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, value);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 将list放入缓存
 *
 * @param key 键
 * @param value 值
 * @param time 时间(秒)
 * @return
 */
public boolean lSet(String key, List<Object> value, long time) {
    try {
        redisTemplate.opsForList().rightPushAll(key, value);
        if (time > 0)
            expire(key, time);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 根据索引修改list中的某条数据
 * @param key 键
 * @param index 索引
 * @param value 值
 * @return
 */
public boolean lUpdateIndex(String key, long index, Object value) {
    try {
        redisTemplate.opsForList().set(key, index, value);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return false;
    }
}

/**
 * 移除N个值为value
 * @param key 键
 * @param count 移除多少个
 * @param value 值
 * @return 移除的个数
 */
public long lRemove(String key, long count, Object value) {
    try {
        Long remove = redisTemplate.opsForList().remove(key, count, value);
        return remove;
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        return 0;
    }
}

/**
 * RedisTemplate 实现 setnx exptime (扩展 redisTemplate.setIfAbsent)
 *
 * 之前用 redisTemplate 实现setnx exptime 时 是分两步的
 * 1. redisTemplate.setIfAbsent
 * 2. redisTemplate.expire
 * 这样的不是原子性的 可能在第一步与第二步之间 重新发布了或者服务器重启了
 * 这个key就永远不会消失了 可以采用以下的方法
 *
 * @param key
 * @param value
 * @param exptime
 * @return
 */
public boolean setIfAbsent(final String key, final Serializable value, final long exptime) {
    Boolean b = (Boolean) redisTemplate.execute(new RedisCallback<Boolean>() {
        @Override
        public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
            RedisSerializer valueSerializer = redisTemplate.getValueSerializer();
            RedisSerializer keySerializer = redisTemplate.getKeySerializer();
            Object obj = connection.execute("set", keySerializer.serialize(key),
                    valueSerializer.serialize(value),
                    SafeEncoder.encode("NX"),
                    //EX 秒，PX 毫秒
                    SafeEncoder.encode("EX"),
                    Protocol.toByteArray(exptime));
            return obj != null;
        }
    });
    return b;
}

}
主拦截器

import com.example.demo.service.AccessLimit;
import jakarta.annotation.Resource;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.method.HandlerMethod;
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor;

@Component
public class AccessLimitInterceptor implements HandlerInterceptor { 

@Resource
private RedisUtil redisUtil;

@Override
public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
    if (handler instanceof HandlerMethod) {
        HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
        //拿到限流注解类的参数
        AccessLimit accessLimit = handlerMethod.getMethodAnnotation(AccessLimit.class);
        if(accessLimit==null){
            return true;
        }
        //时间
        int seconds = accessLimit.seconds();
        //最大次数
        int maxCount = accessLimit.maxCount();
        boolean needLogin = accessLimit.needLogin();

        if(needLogin){
         //判断是否登录
        }

        //获取访问ip和路径
        String ip=request.getRemoteAddr();
        String key=ip+":"+request.getServletPath();

        Integer count = (Integer)redisUtil.get(key);
        //首次进入
        if(count==null||-1==count){
            redisUtil.set(key,1);
            //设置过期时间
            redisUtil.expire(key,seconds);
            return true;
        }

        //如果访问次数<最大次数，则做加1操作
        if(count<maxCount){
            redisUtil.incr(key,1);
            return true;
        }

        //此时访问次数大于等于最大次数
        if(count>=maxCount){
            System.out.println("已经达到该接口限制最大次数========"+count);
            response.setContentType("text/html;charset=utf-8");
            response.getWriter().write("请求过于频繁，请稍后再试！");
            return false;
        }
    }
    return true;
}

}
注册拦截器
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.InterceptorRegistry;
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

@Configuration
public class InteceptorConfig implements WebMvcConfigurer { 

@Autowired
private AccessLimitInterceptor accessLimitInterceptor;

@Override
public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
    registry.addInterceptor(accessLimitInterceptor)
            //添加限流拦截的接口路径
            .addPathPatterns("/access/accessLimit")
            .addPathPatterns("/main/hello")
            //添加不限流拦截的路径
            .excludePathPatterns("/access/login");
}

}
控制层
import com.example.demo.service.AccessLimit;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("access")
public class AccessController { 

@ResponseBody
@GetMapping("accessLimit")
@AccessLimit(seconds = 60,maxCount = 5)
public String accessLimit(){
    return "Hellp world!";
}

}
@RestController
@RequestMapping("/main")
@Slf4j
public class MainCOntroller { 

@Autowired
StringRedisTemplate redisTemplate;

@GetMapping("/hello")
@AccessLimit(seconds = 10,maxCount = 2)
public String helloo(){
    return "你好啊";
}

}
启动测试:
可以看到,两个接口都在限制的时间内有一定数量的访问限制,在redis里也能找到响应的key,从而实现了简单的接口限流

文章标签：
云数据库 Tair（兼容 Redis）
Java
前端开发
NoSQL
黑灰产治理
Redis
API
关键词：
springboot云数据库 Tair（兼容 Redis）
Spring Boot接口
云数据库 Tair（兼容 Redis）Springboot
云数据库 Tair（兼容 Redis）接口
springboot云数据库 Tair（兼容 Redis）接口
相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务，基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构，满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情：https://www.aliyun.com/product/kvstore &nbsp; &nbsp; ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验：数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库&nbsp;ECS 实例和一台目标数据库&nbsp;RDS实例。跟着指引，您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接，领取免费ECS&amp;RDS资源，30分钟完成数据库上云实战！https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
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