【SpringBoot】秒杀业务:redis+拦截器+自定义注解+验证码简单实现限流

本文涉及的产品
云数据库 Redis 版,社区版 2GB
推荐场景:
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简介: 【SpringBoot】秒杀业务:redis+拦截器+自定义注解+验证码简单实现限流



前言

限流是秒杀业务最常用的手段。限流是从用户访问压力的角度来考虑如何应对系统故障。这里我是用限制访问接口次数(Redis+拦截器+自定义注解)和验证码的方式实现简单限流。


一、接口限流

  • 接口限流是为了对服务端的接口接收请求的频率进行限制,防止服务挂掉。
  • 栗子:假设我们的秒杀接口一秒只能处理12w个请求,结果秒杀活动刚开始就一下来了20w个请求。这肯定是不行的,我们可以通过接口限流将这8w个请求给拦截住,不然系统直接就整挂掉。
  • 实现方案:
  • Sentiel等开源流量控制组件(Sentiel主要以流量为切入点,提供流量控制、熔断降级、系统自适应保护等功能的稳定性和可用性)
  • 秒杀请求之前进行验证码输入或答题等
  • 限制同一用户、ip单位时间内请求次数
  • 提前预约
  • 等等

这里我使用的是Redis+Lua脚本+拦截器实现同一用户单位时间内请求次数限制。

自定义注解

含义:限制xx秒内最多请求xx次

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
/**
 * @Version: 1.0.0
 * @Author: Dragon_王
 * @ClassName: AccessLimit
 * @Description: 通用接口限流,限制xx秒内最多请求次数
 * @Date: 2024/3/3 17:09
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface AccessLimit {
  //时间,单位秒
    int second();
  //限制最大请求次数
    int maxCount();
  //是否需要登录
    boolean needLogin() default true;
}

Redis+Lua脚本+拦截器

主要关心业务逻辑:

@Component
public class AccessLimitInterceptor implements HandlerInterceptor{
    @Autowired
    private IUserService userService;
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;
  
  //加载lua脚本
  private static final DefaultRedisScript<Boolean> SCRIPT;
    static {
        SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
        SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("script.lua"));
        SCRIPT.setResultType(Boolean.class);
    }
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {   
      
        if (handler instanceof HandlerMethod) {
          //获取登录用户
            User user = getUser(request, response);
            HandlerMethod hm = (HandlerMethod) handler;
            //获取自定义注解内的属性值
            AccessLimit accessLimit = hm.getMethodAnnotation(AccessLimit.class);
            if (accessLimit == null) {
                return true;
            }
            int second = accessLimit.second();
            int maxCount = accessLimit.maxCount();
            boolean needLogin = accessLimit.needLogin();
      
      //获取当前请求地址作为key
            String key = request.getRequestURI();
            //如果needLogin=true,是必须登录,进行用户状态验证
            if (needLogin) {
                if (user == null) {
                    render(response, RespBeanEnum.SESSION_ERROR);
                    return false;
                }
                key += ":" + user.getId();
            }
            //使用lua脚本
            Object result = redisTemplate.execute(SCRIPT, Collections.singletonList(key),new String[]{String.valueOf(maxCount), String.valueOf(second)});
            if (result.equals(false)){
              //render函数就是一个让我返回报错的函数,这里的RespBeanEnum是我封装好的报错的枚举类型,无需关注,render函数你也无需管,只要关心return false拦截
                render(response,RespBeanEnum.ACCESS_LIMIT_REACHED);
                //拦截
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    private void render(HttpServletResponse response, RespBeanEnum respBeanEnum) throws IOException {
        response.setCharacterEncoding("UTF-8");
        response.setContentType("application/json");
        PrintWriter printWriter = response.getWriter();
        RespBean bean = RespBean.error(respBeanEnum);
        printWriter.write(new ObjectMapper().writeValueAsString(bean));
        printWriter.flush();
        printWriter.close();
    }
    /**
     * @Description: 获取当前登录用户
     * @param request
     * @param response
     * @methodName: getUser
     * @return: com.example.seckill.pojo.User
     * @Author: dragon_王
     * @Date: 2024-03-03 17:20:51
     */
    private User getUser(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        String userTicket = CookieUtil.getCookieValue(request, "userTicker");
        if (StringUtils.isEmpty(userTicket)) {
            return null;
        }
        return userService.getUserByCookie(userTicket, request, response);
    }
}

lua脚本,如果第一次访问就存入计数器,每次访问+1,如果计数器大于5返回false

local key = KEYS[1]
local maxCount = tonumber(ARGV[1])
local second = tonumber(ARGV[2])
local count = redis.call('GET', key)
if count then
    count = tonumber(count)
    if count < maxCount then
        count = count + 1
        redis.call('SET', key, count)
        redis.call('EXPIRE', key, second)
    else
        return false
    end
else
    redis.call('SET', key, 1)
    redis.call('EXPIRE', key, second)
end
return true

二、验证码

引入验证码依赖(这是个开源的图形验证码,直接拿过来用):

<!--验证码依赖-->
    <dependency>
      <groupId>com.github.whvcse</groupId>
      <artifactId>easy-captcha</artifactId>
      <version>1.6.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.openjdk.nashorn</groupId>
      <artifactId>nashorn-core</artifactId>
      <version>15.3</version>
    </dependency>
/**
     * @Description: 获取验证码
     * @param user
     * @param goodsId
     * @param response
     * @methodName: verifyCode
     * @return: void
     * @Author: dragon_王
     * @Date: 2024-03-03 12:38:14
     */
    @ApiOperation("获取验证码")
    @GetMapping(value = "/captcha")
    public void verifyCode(User user, Long goodsId, HttpServletResponse response) {
        if (user == null || goodsId < 0) {
            throw new GlobalException(RespBeanEnum.REQUEST_ILLEGAL);
        }
        //设置请求头为输出图片的类型
        response.setContentType("image/jpg");
        response.setHeader("Pargam", "No-cache");
        response.setHeader("Cache-Control", "no-cache");
        response.setDateHeader("Expires", 0);
        //生成验证码
        ArithmeticCaptcha captcha = new ArithmeticCaptcha(130, 32, 3);
        //奖验证码结果存入redis
        redisTemplate.opsForValue().set("captcha:" + user.getId() + ":" + goodsId, captcha.text(), 300, TimeUnit.SECONDS);
        try {
            captcha.out(response.getOutputStream());
        } catch (IOException e) {
            log.error("验证码生成失败", e.getMessage());
        }
    }

这里用的是bootstrap写的简单前端:

<div class="row">
    <div class="form-inline">
        <img id="captchaImg" width="130" height="32" style="display: none" 
onclick="refreshCaptcha()"/>
        <input id="captcha" class="form-control" style="display: none"/>
        <button class="btn btn-primary" type="button" id="buyButton"
                onclick="getSeckillPath()">立即秒杀
        </button>
    </div>
 </div>
 <script>

校验验证码逻辑也很简单 (从redis中取出存入的图形结果和输入框中比对):

/**
     * @Description: 校验验证码
     * @param user
     * @param goodsId
     * @param captcha
     * @methodName: checkCaptcha
     * @return: boolean
     * @Author: dragon_王
     * @Date: 2024-03-03 15:48:13
     */
    public boolean checkCaptcha(User user, Long goodsId, String captcha) {
        if (user == null || goodsId < 0 || StringUtils.isEmpty(captcha)) {
            return false;
        }
        String redisCaptcha = (String) redisTemplate.opsForValue().get("captcha:" + user.getId() + ":" + goodsId);
        return captcha.equals(redisCaptcha);
    }


总结

以上就是用redis+自定义注解+Lua脚本+拦截器限制访问接口次数和验证码的方式实现简单限流。

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