巧妙运用 Redis 的 Lua 脚本，实现分布式限流与延时队列

2024-02-24 06:44:46

Redis，一款高性能的分布式缓存，凭借着出色的数据存储和快速响应能力，已成为现代化应用程序开发中的宠儿。然而，其功能远不止于此。得益于对 Lua 脚本的天然支持，Redis 可以变身成为实现分布式限流和延时队列的强大工具。

分布式限流：守护系统稳定

在高并发场景下，服务器往往面临着过载的风险，可能导致服务中断、数据丢失等严重后果。分布式限流技术应运而生，通过限制并发请求量，保护系统稳定性。Redis 的 Lua 脚本可以轻松实现这一功能。

具体做法是，在 Redis 中维护一个键值对，其中键为请求的唯一标识，值为请求的时间戳。当新请求到达时，执行 Lua 脚本检查键值对是否存在。如果存在，且时间戳小于当前时间减去限流时间，则表示该请求被限流，返回错误。否则，创建键值对，并返回成功。

延时队列：从容应对高峰

延时队列用于处理那些需要在指定时间后执行的任务。传统的解决方案是使用 crontab 或消息队列，但 Redis 的 Lua 脚本提供了一种更灵活、更方便的替代方案。

实现延时队列的原理如下：在 Redis 中维护一个有序集合，其中每个元素都包含任务及其执行时间。当任务需要执行时，执行 Lua 脚本从有序集合中弹出最早到期的任务，并执行它。

实战示例：Lua 脚本实现限流和延时队列

限流脚本：

-- 限流时间，单位秒
local limit_time = 10

-- 获取键值对
local key = redis.call('GET', KEYS[1])

-- 判断键值对是否存在
if key ~= nil then
    -- 检查时间戳
    if redis.call('TTL', KEYS[1]) < limit_time then
        -- 限流
        return redis.error_reply('Too many requests')
    end
end

-- 创建键值对
redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1])
redis.call('EXPIRE', KEYS[1], limit_time)

-- 返回成功
return redis.status_reply('OK')

延时队列脚本：

-- 获取最早到期的任务
local task = redis.call('ZPOPMIN', KEYS[1])

-- 判断是否有任务
if task ~= nil then
    -- 执行任务
    io.write(task[2])
end

-- 返回成功
return redis.status_reply('OK')