PHPでトークンバケットの電流制限を実装する方法
トークン バケットの電流制限を実装する PHP メソッド: 1. トークン バケットを設定し、そのバケットにトークンを保存します; 2. 訪問ごとにバケットからトークンを取得します; 3. 実際の状況に従って、時々いくつかのトークンを入れるか、トークンバケットを直接満たしてください。
#この記事の動作環境: Windows7 システム、PHP7.1、Dell G3 コンピューター。
PHP はトークン バケットの電流制限をどのように実装しますか?
##php はトークン バケット アルゴリズムを使用して、redis に基づいたフロー制御を実装します
国内の長期休暇や重要な祭りがある場合、国内の景勝地や地下鉄は人で混雑し、過剰な負荷が発生し、入場者数を制限する流量制限措置が講じられる場合があります。エリア内の人数を一定値まで減らしてから入場を許可します。例:
エリア内で許可される最大人数は MM
エリア内の現在の人数は ですN
すべてのエントリ N = M の場合、1 人
N 1 はエントリできません 人が退出するたびに、N -1、
の場合 N もちろん、プレッシャーを共有するためにサーバーを追加することもできます。まず、サーバーの追加には構成にも一定の時間がかかります。また、特定のアクティビティのためにサーバーが追加された場合、これらのサーバー リソースは無駄になります。活動が終わった後。 したがって、最初に
current Limiting
を使用して、ビジネスの種類に応じてサーバーの負荷を軽減できます。
景勝地の交通制限とは異なり、訪問からシステムの終了までの時間は非常に短いため、各訪問の平均時間を把握し、最大時間を設定するだけで済みます。同時訪問者数です。 トークン バケット アルゴリズム
1. まず、トークン バケットがあり、トークンはそのバケットに格納されます。最初は、トークン バケット内のトークンはいっぱいです (バケット（サーバーの状況に応じてトークンの数を設定できます）。 2. 各訪問はバケットからトークンを取得します。バケット内のトークンが 0 の場合、それ以上の訪問は許可されません。
redis
のキューをトークン バケット コンテナーとして使用できます。lPush (エンキュー)、rPop (デキュー)
を使用して、トークンの追加および消費操作を実装します。
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['host'],$this->_config['port'],$this->_config['timeout'],$this->_config['reserved'],$this->_config['retry_interval']); if(empty($this->_config['auth'])){ $redis->auth($this->_config['auth']);
} $redis->select($this->_config['index']);
}catch(RedisException $e){ throw new Exception($e->getMessage()); return false;
} return $redis;
}
} // class end?>デモ:
<?php
/**
* 演示令牌加入与消耗
*/
require 'TrafficShaper.class.php';
// redis连接设定
$config = array(
'host' => 'localhost',
'port' => 6379,
'index' => 0,
'auth' => '',
'timeout' => 1,
'reserved' => NULL,
'retry_interval' => 100,
);
// 令牌桶容器
$queue = 'mycontainer';
// 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());
}
?>出力: 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
crontab の最小実行間隔は 1 分です。最初の数秒でトークン バケット内のトークンが消費されると、残りの数十秒でトークンが取得されなくなります。これにより、ユーザーはもっと待ってください。
トークンを追加するアルゴリズムを最適化し、1 分以内に数秒ごとに複数のトークンを追加することで、1 分以内に毎回トークンを取得できるようにすることができます。crontab によって呼び出されるトークン結合プログラムは次のとおりで、1 秒あたり 3 つのトークンを自動的に追加します。
<?php
/**
* 定时任务加入令牌
*/
require 'TrafficShaper.class.php';
// redis连接设定
$config = array(
'host' => 'localhost',
'port' => 6379,
'index' => 0,
'auth' => '',
'timeout' => 1,
'reserved' => NULL,
'retry_interval' => 100,
);
// 令牌桶容器
$queue = 'mycontainer';
// 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 '['.date('Y-m-d H:i:s').'] add token num:'.$add_num.PHP_EOL;
sleep($time_step);
}
?>シミュレーション消費プログラムは次のとおりで、1 秒あたり 2 ～ 8 個のトークンを消費します。
<?php
/**
* 模拟用户访问消耗令牌，每段时间间隔消耗若干令牌
*/
require 'TrafficShaper.class.php';
// redis连接设定
$config = array(
'host' => 'localhost',
'port' => 6379,
'index' => 0,
'auth' => '',
'timeout' => 1,
'reserved' => NULL,
'retry_interval' => 100,
);
// 令牌桶容器
$queue = 'mycontainer';
// 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 = $oTrafficShaper->get();
echo '['.date('Y-m-d H:i:s').'] consume token:'.($status? 'true' : 'false').PHP_EOL;
}
sleep($time_step);
}
?>スケジュールされたタスクを設定し、1分ごとに実行します
* * * * * php /程序的路径/cron_add.php >> /tmp/cron_add.log
php consume_demo.php
[2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:57] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:true [2018-02-23 11:42:58] consume token:false [2018-02-23 11:42:59] consume token:true [2018-02-23 11:42:59] consume token:true [2018-02-23 11:42:59] consume token:true [2018-02-23 11:42:59] consume token:false [2018-02-23 11:42:59] consume token:false [2018-02-23 11:42:59] consume token:false [2018-02-23 11:42:59] consume token:false [2018-02-23 11:43:00] consume token:true [2018-02-23 11:43:00] consume token:true [2018-02-23 11:43:00] consume token:true [2018-02-23 11:43:00] consume token:false [2018-02-23 11:43:00] consume token:false
推奨学習: 「
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