So implementieren Sie die Strombegrenzung des Token-Buckets in PHP

So implementieren Sie die Strombegrenzung des Token-Buckets in PHP: 1. Richten Sie einen Token-Bucket ein und speichern Sie Token im Bucket. 2. Nehmen Sie für jeden Besuch einen Token aus dem Bucket. 3. Je nach tatsächlicher Situation können Sie dies tun Legen Sie jederzeit ein paar Token ein oder füllen Sie direkt den Token-Eimer auf.

Die Betriebsumgebung dieses Artikels: Windows 7-System, PHP7.1, Dell G3-Computer.

Wie implementiert PHP das aktuelle Token-Bucket-Limit?

php verwendet den Token-Bucket-Algorithmus, um eine Verkehrskontrolle basierend auf Redis zu erreichen.

Dieser Artikel stellt PHP basierend auf Redis vor und verwendet den Token-Bucket-Algorithmus zur Steuerung des Zugriffsverkehrs und bietet eine vollständige Algorithmusbeschreibung und Demonstrationsbeispiel, das für jedermann leicht zu erlernen und zu verwenden ist.

Wenn lange Feiertage oder wichtige Feste im Inland stattfinden, sind die malerischen Orte oder U-Bahnen überfüllt, was zu einer übermäßigen Belastung führt auf einen bestimmten Wert reduziert, wird die Eingabe erlaubt.

Zum Beispiel:
Die maximal zulässige Personenzahl in der Gegend beträgt M
Die aktuelle Personenzahl in der Gegend beträgt N
Jedes Mal, wenn eine Person eintritt, N+1, wenn N = M, Zutritt ist nicht erlaubt
Jedes Mal, wenn eine Person geht, N-1, wenn N < Der Druck auf dem Server steigt plötzlich an und überlastet das System.

Natürlich können wir Server hinzufügen, um den Druck zu teilen. Erstens nimmt das Hinzufügen von Servern auch eine gewisse Zeit für die Konfiguration in Anspruch, und wenn Server aufgrund einer bestimmten Aktivität hinzugefügt werden, werden diese Serverressourcen nach der Aktivität verschwendet über.

So können wir zunächst die

Strombegrenzung

nutzen, um den Serverdruck entsprechend der Art des Unternehmens zu reduzieren. Anders als die Verkehrsbeschränkung an malerischen Orten: Die Zeit vom Besuch bis zum Ende des Systems ist sehr kurz

, sodass wir nur die durchschnittliche Dauer jedes Besuchs kennen und die maximale Anzahl gleichzeitiger Besucher festlegen müssen.

Token-Bucket-Algorithmus

1. Zuerst gibt es einen Token-Bucket und die Token werden im Bucket gespeichert. Zu Beginn sind die Token im Token-Bucket voll (die Anzahl der Token im Bucket kann entsprechend festgelegt werden). zur Serversituation).

2. Jeder Besuch nimmt einen Token aus dem Bucket. Wenn der Token im Bucket 0 ist, sind keine weiteren Besuche erlaubt.

3. Fügen Sie von Zeit zu Zeit Token hinzu, bis der Eimer voll ist. (Sie können mehrere Token in Abständen einlegen oder den Token-Bucket entsprechend der tatsächlichen Situation direkt füllen.)

Wir können die Warteschlange von

redis

als Token-Bucket-Container verwenden,

lPush (in die Warteschlange stellen), rPop (aus der Warteschlange entfernen) , implementiert die Vorgänge des Hinzufügens und Verbrauchens von Token.
TrafficShaper.class.php

<?php
/**
 * PHP基于Redis使用令牌桶算法实现流量控制
 * Date:    2018-02-23
 * Author:  fdipzone
 * Version: 1.0
 *
 * Descripton:
 * php基于Redis使用令牌桶算法实现流量控制，使用redis的队列作为令牌桶容器，入队（lPush）出队（rPop)作为令牌的加入与消耗操作。
 *
 * Func:
 * public  add     加入令牌
 * public  get     获取令牌
 * public  reset   重设令牌桶
 * private connect 创建redis连接
 */class TrafficShaper{ // class start

    private $_config; // redis设定
    private $_redis;  // redis对象
    private $_queue;  // 令牌桶
    private $_max;    // 最大令牌数

    /**
     * 初始化
     * @param Array $config redis连接设定
     */
    public function __construct($config, $queue, $max){
        $this->_config = $config;        $this->_queue = $queue;        $this->_max = $max;        $this->_redis = $this->connect();
    }    /**
     * 加入令牌
     * @param  Int $num 加入的令牌数量
     * @return Int 加入的数量
     */
    public function add($num=0){

        // 当前剩余令牌数
        $curnum = intval($this->_redis->lSize($this->_queue));        // 最大令牌数
        $maxnum = intval($this->_max);        // 计算最大可加入的令牌数量，不能超过最大令牌数
        $num = $maxnum>=$curnum+$num? $num : $maxnum-$curnum;        // 加入令牌
        if($num>0){            $token = array_fill(0, $num, 1);            $this->_redis->lPush($this->_queue, ...$token);            return $num;
        }        return 0;

    }    /**
     * 获取令牌
     * @return Boolean
     */
    public function get(){
        return $this->_redis->rPop($this->_queue)? true : false;
    }    /**
     * 重设令牌桶，填满令牌
     */
    public function reset(){
        $this->_redis->delete($this->_queue);        $this->add($this->_max);
    }    /**
     * 创建redis连接
     * @return Link
     */
    private function connect(){
        try{            $redis = new Redis();            $redis->connect($this->_config[&#39;host&#39;],$this->_config[&#39;port&#39;],$this->_config[&#39;timeout&#39;],$this->_config[&#39;reserved&#39;],$this->_config[&#39;retry_interval&#39;]);            if(empty($this->_config[&#39;auth&#39;])){                $redis->auth($this->_config[&#39;auth&#39;]);
            }            $redis->select($this->_config[&#39;index&#39;]);
        }catch(RedisException $e){            throw new Exception($e->getMessage());            return false;
        }        return $redis;
    }


} // class end?>

demo:

<?php
/**
 * 演示令牌加入与消耗
 */
require &#39;TrafficShaper.class.php&#39;;

// redis连接设定
$config = array(
    &#39;host&#39; => &#39;localhost&#39;,
    &#39;port&#39; => 6379,
    &#39;index&#39; => 0,
    &#39;auth&#39; => &#39;&#39;,
    &#39;timeout&#39; => 1,
    &#39;reserved&#39; => NULL,
    &#39;retry_interval&#39; => 100,
);

// 令牌桶容器
$queue = &#39;mycontainer&#39;;

// 最大令牌数
$max = 5;

// 创建TrafficShaper对象
$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);

// 重设令牌桶，填满令牌
$oTrafficShaper->reset();

// 循环获取令牌，令牌桶内只有5个令牌，因此最后3次获取失败
for($i=0; $i<8; $i++){
    var_dump($oTrafficShaper->get());
}

// 加入10个令牌，最大令牌为5，因此只能加入5个
$add_num = $oTrafficShaper->add(10);

var_dump($add_num);

// 循环获取令牌，令牌桶内只有5个令牌，因此最后1次获取失败
for($i=0; $i<6; $i++){
    var_dump($oTrafficShaper->get());
}

?>

Ausgabe:

boolean true
boolean true
boolean true
boolean true
boolean true
boolean false
boolean false
boolean false
int 5
boolean true
boolean true
boolean true
boolean true
boolean true
boolean false

Regelmäßiges Beitritts-Token Beim Beitrittstoken können wir crontab verwenden. Rufen Sie jede Minute auf Add-Methode zum Hinzufügen mehrerer Token.

Das minimale Ausführungsintervall von crontab beträgt 1 Minute. Wenn die Token im Token-Bucket in den ersten paar Sekunden verbraucht wurden, werden die Token in den verbleibenden zehn Sekunden nicht abgerufen, was zu einer Wartezeit für den Benutzer führt. länger.

Wir können den Algorithmus zum Hinzufügen von Token optimieren und alle paar Sekunden innerhalb einer Minute mehrere Token hinzufügen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jedes Mal innerhalb einer Minute eine Chance besteht, Token zu erhalten.

Das von crontab aufgerufene Programm zum Hinzufügen von Token sieht wie folgt aus und fügt automatisch 3 Token pro Sekunde hinzu.

<?php
/**
 * 定时任务加入令牌
 */
require &#39;TrafficShaper.class.php&#39;;

// redis连接设定
$config = array(
    &#39;host&#39; => &#39;localhost&#39;,
    &#39;port&#39; => 6379,
    &#39;index&#39; => 0,
    &#39;auth&#39; => &#39;&#39;,
    &#39;timeout&#39; => 1,
    &#39;reserved&#39; => NULL,
    &#39;retry_interval&#39; => 100,
);

// 令牌桶容器
$queue = &#39;mycontainer&#39;;

// 最大令牌数
$max = 10;

// 每次时间间隔加入的令牌数
$token_num = 3;

// 时间间隔，最好是能被60整除的数，保证覆盖每一分钟内所有的时间
$time_step = 1;

// 执行次数
$exec_num = (int)(60/$time_step);

// 创建TrafficShaper对象
$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);

for($i=0; $i<$exec_num; $i++){
    $add_num = $oTrafficShaper->add($token_num);
    echo &#39;[&#39;.date(&#39;Y-m-d H:i:s&#39;).&#39;] add token num:&#39;.$add_num.PHP_EOL;
    sleep($time_step);
}

?>

Das Simulationsverbrauchsprogramm sieht wie folgt aus und verbraucht 2-8 Token pro Sekunde.

<?php
/**
 * 模拟用户访问消耗令牌，每段时间间隔消耗若干令牌
 */
require &#39;TrafficShaper.class.php&#39;;

// redis连接设定
$config = array(
    &#39;host&#39; => &#39;localhost&#39;,
    &#39;port&#39; => 6379,
    &#39;index&#39; => 0,
    &#39;auth&#39; => &#39;&#39;,
    &#39;timeout&#39; => 1,
    &#39;reserved&#39; => NULL,
    &#39;retry_interval&#39; => 100,
);

// 令牌桶容器
$queue = &#39;mycontainer&#39;;

// 最大令牌数
$max = 10;

// 每次时间间隔随机消耗的令牌数量范围
$consume_token_range = array(2, 8);

// 时间间隔
$time_step = 1;

// 创建TrafficShaper对象
$oTrafficShaper = new TrafficShaper($config, $queue, $max);

// 重设令牌桶，填满令牌
$oTrafficShaper->reset();

// 执行令牌消耗
while(true){
    $consume_num = mt_rand($consume_token_range[0], $consume_token_range[1]);
    for($i=0; $i<$consume_num; $i++){
        $status = $oTrafficShaper->get();
        echo &#39;[&#39;.date(&#39;Y-m-d H:i:s&#39;).&#39;] consume token:&#39;.($status? &#39;true&#39; : &#39;false&#39;).PHP_EOL;
    }
    sleep($time_step);
}

?>

Demonstration

Legen Sie eine geplante Aufgabe fest und führen Sie sie einmal pro Minute aus. , sodass der Token die ersten 10 Mal erhalten werden kann. Nach 10 Malen wird der Zugriff eingeschränkt, da die Anzahl der verbrauchten Token größer ist als die Anzahl der hinzugefügten Token.

Empfohlenes Lernen: „

PHP-Video-Tutorial

“

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonSo implementieren Sie die Strombegrenzung des Token-Buckets in PHP. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!