Redis原子计数器incr，防止并发请求

1、前言
在一些对高并发请求有限制的系统或者功能里，好比说秒杀活动，或者一些网站返回的当前用户过多，请稍后尝试。这些都是经过对同一时刻请求数量进行了限制，通常用做对后台系统的保护，防止系统由于过大的流量冲击而崩溃。对于系统崩溃带来的后果，显然仍是拒绝一部分请求更能被维护者所接受。 
而在各类限流中，除了系统自身设计的带锁机制的计数器外，利用Redis实现显然是一种既高效安全又便捷方便的方式。

2、incr命令
Redis Incr 命令将 key 中储存的数字值增一。 
若是 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，而后再执行 INCR 操做。 
若是值包含错误的类型，或字符串类型的值不能表示为数字，那么返回一个错误。 
本操做的值限制在 64 位(bit)有符号数字表示以内。 
示例：

127.0.0.1:6379> set num 10
OK
127.0.0.1:6379> incr num
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get num    # 数字值在 Redis 中以字符串的形式保存
"11"

注意: 因为redis并无一个明确的类型来表示整型数据，因此这个操做是一个字符串操做。 
执行这个操做的时候，key对应存储的字符串被解析为10进制的64位有符号整型数据。 
事实上，Redis 内部采用整数形式（Integer representation）来存储对应的整数值，因此对该类字符串值其实是用整数保存，也就不存在存储整数的字符串表示（String representation）所带来的额外消耗。

 

3、使用场景
1.计数器
使用思路是：每次有相关操做的时候，就向Redis服务器发送一个incr命令。 
例如这样一个场景：咱们有一个web应用，咱们想记录每一个用户天天访问这个网站的次数。 
web应用只须要经过拼接用户id和表明当前时间的字符串做为key，每次用户访问这个页面的时候对这个key执行一下incr命令。

这个场景能够有不少种扩展方法: 
经过结合使用INCR和EXPIRE命令，能够实现一个只记录用户在指定间隔时间内的访问次数的计数器 
客户端能够经过GETSET命令获取当前计数器的值而且重置为0 
经过相似于DECR或者INCRBY等原子递增/递减的命令，能够根据用户的操做来增长或者减小某些值 好比在线游戏，须要对用户的游戏分数进行实时控制，分数可能增长也可能减小。

2.限速器
限速器是一种能够限制某些操做执行速率的特殊场景。 
传统的例子就是限制某个公共api的请求数目。 
假设咱们要解决以下问题：限制某个api每秒每一个ip的请求次数不超过10次。 
咱们能够经过incr命令来实现两种方法解决这个问题。

 

4、流量控制之java实现
这里咱们将在java中使用redis-incr的特性来构建一个1分钟内只容许 请求100次的控制代码，key表明在redis内存放的被控制的键值。
 

public static boolean flowControl(String key){
        //最大容许100
        int max = 100;
        long total = 1L;
        try {
            if (jedisInstance.get(key) == null) {
                //jedisInstance是Jedis链接实例，可使单连接也可使用连接池获取，实现方式请参考以前的blog内容
                //若是redis目前没有这个key，建立并赋予0，有效时间为60s
                jedisInstance.setex(key, 60, "0");
            } else {
                //获取加1后的值
                total = jedisInstance.incr(redisKey).longValue();
                //Redis TTL命令以秒为单位返回key的剩余过时时间。当key不存在时，返回-2。当key存在但没有设置剩余生存时间时，返回-1。不然，以秒为单位，返回key的剩余生存时间。
                if (jedisInstance.ttl(redisKey).longValue() == -1L)
                {
                    //为给定key设置生存时间，当key过时时(生存时间为0)，它会被自动删除。
                    jedisInstance.expire(redisKey, 60);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            logger.error("流量控制组件:执行计数操做失败,没法执行计数");
        }
        long keytotaltransations = max;
        //判断是否已超过最大值，超过则返回false
        if (total > keytotaltransations) {
            return false;
        }
        return true;
    }