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如何在 Go 中实现 Redis 的分布式限流

阿瑶姑娘_8030

阿瑶姑娘_8030

发布时间:2026-04-29 19:30:18

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来源于php中文网

原创

直接用 redis.Incr 做限流会出错,因为 INCR 不带过期逻辑,INCR 与 EXPIRE 分两步执行在高并发下存在竞态,导致计数器未设 TTL 或重复计数;唯一可靠方案是用 Lua 脚本原子封装 INCR 和 EXPIRE。

如何在 go 中实现 redis 的分布式限流

为什么直接用 redis.Incr 做限流会出错

因为 INCR 本身不带过期逻辑,如果只调用 redis.Incr 再手动 Expire,在高并发下极易出现「计数器已增但过期没设上」的情况,导致限流失效。更糟的是,多个客户端可能同时读到旧值、各自 +1、再写回,造成漏判。

正确做法是把「原子递增 + 设置过期」合并成一条命令。Redis 6.2+ 支持 INCR 的 EX 选项,但 Go 客户端(如 github.com/redis/go-redis)尚未原生封装该语法,得手写 Eval 脚本。

  • 用 INCR + EXPIRE 两步走 → 不安全,竞态明显
  • 用 SET key 1 EX 60 NX 判断是否新建 → 只能用于首次请求,无法累计计数
  • 用 Lua 脚本封装 INCR 和 EXPIRE 原子操作 → 唯一可靠方案

用 Lua 脚本实现原子限流的最小可行代码

核心逻辑:先 INCR,若返回值为 1(即刚创建),立刻 EXPIRE;否则不管。这样既避免重复设过期,又保证所有 key 都有 TTL。

const luaScript = `
if redis.call("INCR", KEYS[1]) == 1 then
  redis.call("EXPIRE", KEYS[1], ARGV[1])
end
return tonumber(redis.call("GET", KEYS[1]))
`

Go 中调用:

Redis Skill - 高性能缓存管理
Redis Skill - 高性能缓存管理

Redis 缓存和数据结构管理技能。通过自然语言操作 Redis,支持 String、Hash、List、Set、ZSet、Stream 等数据结构操作。当用户提到 Redis、缓存、消息队列、会话存储时使用此技能。

下载
script := redis.NewScript(luaScript)
count, err := script.Run(ctx, rdb, []string{"rate:login:192.168.1.100"}, "60").Int64()
if err != nil {
    // 处理连接或脚本错误
}
if count > 10 {
    return errors.New("too many requests")
}
  • KEYS[1] 是限流 key,建议包含业务维度(如用户 ID、IP、接口路径)
  • ARGV[1] 是 TTL 秒数,必须传字符串,Lua 中用 tonumber() 转换
  • 脚本返回当前计数值,方便上层判断是否超限
  • 注意 Run 返回的是 Cmd,需用 .Int64() 提取结果,否则 panic

如何支持滑动窗口(比如每分钟最多 100 次,不是整点重置)

固定窗口(上面的方案)简单但有临界问题:用户在窗口末尾发 100 次,下一秒又发 100 次,实际 2 秒内就 200 次。滑动窗口需要记录每次请求时间戳,通常用 Redis 的 ZSET 实现。

思路:以请求时间为 score 存入 ZSET,每次先 ZREMRANGEBYSCORE 清理过期项,再 ZCARD 查数量,最后 ZADD 新条目。这三步也必须原子化,同样靠 Lua:

const slidingWindowScript = `
local key = KEYS[1]
local window = tonumber(ARGV[1])
local now = tonumber(ARGV[2])
redis.call("ZREMRANGEBYSCORE", key, 0, now - window)
local count = redis.call("ZCARD", key)
if count < tonumber(ARGV[3]) then
  redis.call("ZADD", key, now, now .. ":" .. ARGV[4])
  redis.call("EXPIRE", key, window + 1)
end
return count
`
  • ARGV[2] 必须由 Go 层传入 time.Now().Unix(),不能在 Lua 里用 redis.call("TIME")(精度低且集群模式不可靠)
  • ARGV[4] 是唯一标识(如请求 ID 或毫秒级时间戳),防止同一秒内多次请求被 ZSET 去重
  • EXPIRE 设为 window + 1 秒,确保 key 在窗口结束后至少存活 1 秒,避免提前消失
  • 性能比计数器差,QPS 过万时需压测评估延迟

生产环境必须检查的三个配置点

限流一旦上线就直接影响用户体验,以下三点不验证清楚,上线等于埋雷:

  • Redis 连接池大小:默认 MaxIdleConns=10,高并发下会阻塞,建议设为 QPS 的 2–3 倍(如 500 QPS 至少配 1000)
  • 脚本缓存:redis.NewScript 每次都注册新 SHA1,高频调用会挤占 Redis script cache,应全局复用一个 *redis.Script 实例
  • key 过期策略:确认 Redis 配置了 maxmemory-policy=volatile-lru 或类似策略,否则内存满时可能误删限流 key

滑动窗口的 ZSET key 如果不加 EXPIRE,长期积累会撑爆内存;而固定窗口的 string key 即使没设过期,只要用的是 Lua 原子脚本,也能保证 TTL 正确 —— 这个细节很容易被忽略。

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