Redis實戰之限制操作頻率

最近沉迷於業務開發無法自拔，有一段時間沒有更新博文了，後續博文內容計劃把一些業務場景下的實戰方案，或者比較好的設計思路進行分享，就不像之前圍繞著一個主題，消耗很多的時間去整理相關內容(憋大招)，後續可能一篇的內容量就沒那麼豐富，但是盡可能針對一個點進行更細化，或者更深入的分析，透過不斷分享和自我複盤，進行經驗的沉澱，同時提高博文分享的頻率 

場景

場景1

留言功能限制，30秒 内只能评论 10次，超出次数不让能再评论，并提示：过于频繁

場景2

点赞功能限制，10秒 内只能点赞 10次，超出次数后不能再点赞，并禁止操作 1个小时，提示：过于频繁，被禁止操作1小时

場景3

上传记录功能，限制一天只能上传 100次，超出次数不让能再上传，并提示：超出今日上线

抽離本質

在業務開發的過程中，我們不斷的參與各種業務場景的方案設計，往往很容易碰到很類似的場景，只不過目前所屬的業務模組不一樣，其實這些需求的本質是解決同一個問題，當遇到這種場景的時候，我們需要根據自己經驗分析抽離出需求的本質問題，實現一個通用的解決方案，讓自己的解決方案更有價值，這可能就是區別於你是有靈魂的工程師還是cp（copy paste）最強王者吧。

分析上面3個業務場景，可以從中發現其中有相似的邏輯，稱它為同類的問題，現在我們就是要抽離這個問題，設計一個通用的解決方案，勾畫相同邏輯流程圖：

透過分析上面的需求場景，抽離出他們都需要的那些條件：

限制物件：使用者限制操作（評論，按讚，記錄， ...）時間範圍X秒內限制操作數Y次超出後禁止操作時間Z（秒/具體時間）超出後不讓再操作，並提示

（最小时间单位用秒：天/小时/分钟都可换算成秒，用秒可以解决更多的场景）

如果把功能抽離成一個通用函數是不是大概是這樣：

<?php/**
 * 频率限制
 * @param string $action 操作动作
 * @param int $userId 发起操作的用户ID
 * @param int $time 时间范围X秒内
 * @param int $number 限制操作数Y次
 * @param array $expire 超出封印时间Z [&#39;type&#39;=>1,&#39;ttl&#39;=>过期时间/秒] [&#39;type&#39;=>2,&#39;ttl&#39;=>具体过期时间戳] 二选一
 * @return bool
 * @throws \Exception
 */public static function frequencyLimit(string $action, int $userId, int $time, int $number, $expire = []){    // todo 根据用户操作动作时间范围，进行频率的控制和失效释放}

解決方案落地

#功能中需要對用戶發起的操作和時間，以及累計次數進行存儲，並且需要失效過期的清理，如果這個時候我們依賴mysql做存儲，想想都覺的挺痛苦，這裡主角：redis 終於登場了，基於redis特性，incr的原子操作和key 支持過期機制，內存存儲的效率優勢，可以相對簡單靈活且又有效率的完成目的。

這裡簡單實作個通用功能的程式碼：

<?php/**
 * 频率限制
 * @param string $action 操作动作
 * @param int $userId 发起操作的用户ID
 * @param int $time 时间范围X秒内
 * @param int $number 限制操作数Y次
 * @param array $expire  超出封印时间Z [&#39;type&#39;=>1,&#39;ttl&#39;=>过期时间/秒] [&#39;type&#39;=>2,&#39;ttl&#39;=>具体过期时间戳] 二选一
 * @return bool
 * @throws \Exception
 */public function frequencyLimit(string $action, int $userId, int $time, int $number, $expire = []){    if (empty($action) || $userId <= 0 || $time <= 0 || $number <= 0) {        throw new \Exception(&#39;非法参数&#39;);
    }
    $key = &#39;act:limit:&#39; . $action . &#39;:&#39; . $userId;
    $r = RedisClient::connect();    //获取当前累计次数
    $current = intval($r->get($key));    if ($current >= $number) return false;    //累计并返回最新值
    $current = $r->incr($key);    //第一次累加，设置控制操作频率的有效时间
    if ($current === 1) $r->expire($key, $time);    //未超出限制次数先放过
    if ($current < $number) return true;    //超出后根据需要重新设置过期失效时间 $current === $number 判断保证只重新设置一次
    $type = empty($expire[&#39;type&#39;]) ? 0 : intval($expire[&#39;type&#39;]);
    $ttl = empty($expire[&#39;ttl&#39;]) ? 0 : intval($expire[&#39;ttl&#39;]);    if ($current === $number && $ttl > 0 && in_array($type, [1, 2])) {        if ($type === 1) $r->expire($key, $ttl);        if ($type === 2) $r->expireAt($key, $ttl);
    }    return false;
}//场景1/**
 * 评论限制
 * @param int $userId
 * @return bool|string
 */public function doComment(int $userId){    try {
        $pass = FrequencyLimit::doHandle(&#39;comment&#39;, $userId, 30, 10);        if (!$pass) return &#39;过于频繁&#39;;        // todo 评论逻辑
        return true;
    } catch (\Exception $e) {        return $e->getMessage();
    }
}//场景2/**
 * 点赞限制
 * @param int $userId
 * @return bool|string
 */public function doLike(int $userId){    try {
        $pass = FrequencyLimit::doHandle(&#39;like&#39;, $userId, 10, 10, [&#39;type&#39; => 1, &#39;ttl&#39; => 1 * 60 * 60]);        if (!$pass) return &#39;过于频繁，被禁止操作1小时&#39;;        // todo 点赞逻辑
        return true;
    } catch (\Exception $e) {        return $e->getMessage();
    }
}//场景3/**
 * 上传限制
 * @param int $userId
 * @return bool|string
 */public function doUpload(int $userId){    try {
        $expire = strtotime(date(&#39;Y-m-d&#39;, strtotime(+1 . &#39;days&#39;)));
        $pass = FrequencyLimit::doHandle(&#39;upload&#39;, $userId, 1 * 24 * 60 * 60, 100, [&#39;type&#39; => 2, &#39;ttl&#39; => $expire]);        if (!$pass) return &#39;超出今日上线&#39;;        // todo 上传逻辑
        return true;
    } catch (\Exception $e) {        return $e->getMessage();
    }
}//场景N

编码上可以根据你设计这个通用方案的复杂度进行进一步抽象，如抽象成频率限制的功能类等

總結

#對相似的業務場景進行分析，發現本質問題並設計通用的解決方案

讓解決方案更有價值，做一個有靈魂的開發者

熟練掌握redis，充分利用它的特性和優勢

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