Redis滑动时间窗口提升系统性能的有效解决方案（滑动时间窗口 redis）

Redis滑动时间窗口是在网络应用中一种常见的技术，用于限制客户端以前在某个给定时间内发送给服务器多少请求。它通过跟踪每个客户端在一段时间内发出的请求数量，来防止客户端滥用服务端的资源，从而把系统的性能提升到最高水平。很多公司和网站使用该技术来提高系统的可用性，也可以更好地应对STO和DDOS攻击。

Redis滑动时间窗口的实现方式通常用一个“细粒度的时间桶”，其中每段时间都可以将请求数计数，并更新时间桶中的计数，就像一个环形缓冲区一样，只是不断在更新每个时间桶中的计数，而不是清空它们。当主机请求过多时，它检查计数是否超过预设阈值，通过这种方式来限制请求的数量，从而避免了因过多的请求而导致的负载增加，保持系统的稳定性。

Redis在提供滑动时间窗口功能时用到了以下几种数据结构：

(1)键值对：将当前客户端IP与相关超时时间存储在键值对中，该键值对用于记录每个客户端的超时时间。

(2)双向链表：用于记录每秒钟处理的请求数，每秒一个节点，每个节点记录了该秒内处理的请求数。

(3)哈希表：用于记录每秒处理的请求IP，每个IP的记录都在哈希表中存储，以便检查和更新每秒的请求数。

最终，我们可以使用以下代码来实现Redis中的滑动时间窗口：

//定义常量

const uint16_t TIME_WINDOW_SIZE = 60; //时间窗口的大小

const uint16_t MAX_REQUEST_NUM = 1000; //每个窗口的最大请求数

// 创建缓存实例并初始化

std::shared_ptr cache = std::make_shared();

cache->init(TIME_WINDOW_SIZE, MAX_REQUEST_NUM);

//获取当前客户端IP

std::string ip = get_client_ip();

//验证客户端是否允许访问

if( cache->check_request_num(ip) )

{

//如果请求数未超出限制，允许访问

//处理请求

//更新客户端访问请求数

cache->update_request_num(ip);

}

else

{

//否则拒绝访问

reject_request();

}

通过使用Redis滑动时间窗口可以提升系统的性能，限制客户端恶意的访问，把系统的可用性提高到最大程度。它是一种安全有效的解决方案，可以大大提升系统的稳定性和性能，以及抵御DDoS攻击和STO封锁。