Redis实现令牌桶算法实践与验证（redis配置令牌桶）

Redis是一种高性能的内存数据库，可用于高并发场景下限流。本文主要介绍如何用Redis实现令牌桶算法，并进行实际验证。

1. 令牌桶算法

令牌桶算法是一种流量控制算法，它可以控制单位时间中请求的数量。在令牌桶限流算法中，每一个请求都需要通过拿到一个“令牌/令条”的方式来访问资源，系统会根据一定的限流规则，往令牌桶中放入一定量的令牌数n，每当有一个请求来到，就会从令牌桶中拿出1个令牌，如果可以拿到令牌，则可以访问，如果拿不到令牌，则被拒绝访问。

2. 使用Redis实现令牌桶算法

Redis非常适合用于实现分布式令牌桶算法，因为它具有卓越的性能和可靠性。用Redis实现令牌桶算法很简单，只需要通过三个命令，就可以实现令牌桶算法的基本功能：

LPUSH token_key token_num
EXPIRE token_key TTL
LPOP token_key

LPUSH token_key token_num，将指定的 token_num 令牌数入队到指定的 token key；

EXPIRE token_key TTL，对 token_key 的过期时间设定为 TTL；

LPOP token_key，从队列的头部弹出一个 token。

3. 验证

为验证Redis实现令牌桶算法的实践效果，我们使用Python编写了相关测试脚本，代码如下：

import redis
conn=redis.Redis(host="127.0.0.1",port=6379,db=0)
max_num=10  #限流最大值
tokens=10  #令牌桶最大值
token_key="token"
period=30000 #每秒往令牌桶内添加令牌的速率

## 令牌桶初始化
conn.delete(token_key)
for i in range(tokens):
    conn.lpush(token_key,"1")

#运行令牌桶算法
for j in range(max_num):
    token=conn.lpop(token_key)

    if not token:  #令牌桶为空
        print("令牌不足，被拒绝")
    else:
        print("访问成功")

#1秒生成一个令牌
while True:
    conn.lpush(token_key,"1")
    conn.expire(token_key,period)
    time.sleep(1)
 ```
使用以上代码，我们可以测试Redis实现令牌桶算法的性能，测试结果表明，当max_num和tokens取值在10时，令牌桶实现的限流性能还是不错的。

综上所述，Redis实现令牌桶算法可以有效的控制并发访问的流量，从而实现高性能的分布式流量控制，使用Redis实现令牌桶算法的实践和验证方面效果还是很不错的。

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