lua+redis实现访问频率控制

一）需求背景

在高并发场景下为了防止某个访问ip访问的频率过高，有时候会需要控制用户的访问频次 在openresty中，可以找到： set_by_lua，rewrite_by_lua，access_by_lua，content_by_lua等方法。

那么访问控制应该是：access阶段。 我们用Nginx+Lua+Redis来做访问限制主要是考虑到高并发环境下快速访问控制的需求。

二）设计方案

我们用redis的key表示用户，value表示用户的请求频次，再利用过期时间实现单位时间；

现在我们要求10秒内只能访问10次frequency请求，超过返回403

1）首先为nginx.conf配置文件，nginx.conf部分内容如下：

location /frequency {
	access_by_lua_file /usr/local/lua/access_by_limit_frequency.lua;
	echo "访问成功";
}

2）编辑access_by_limit_frequency.lua

local function close_redis(red)  
    if not red then  
        return
    end  
    --释放连接(连接池实现)  
    local pool_max_idle_time = 10000 --毫秒  
    local pool_size = 100 --连接池大小  
    local ok, err = red:set_keepalive(pool_max_idle_time, pool_size)  
    if not ok then  
        ngx.say("set keepalive error : ", err)  
    end  
end

local function errlog(...)
    ngx.log(ngx.ERR, "redis: ", ...)
end

local redis = require "resty.redis"  --引入redis模块
local red = redis:new()  --创建一个对象，注意是用冒号调用的

--设置超时（毫秒）  
red:set_timeout(1000) 
--建立连接  
local ip = "192.168.31.247"  
local port = 6379
local ok, err = red:connect(ip, port)
if not ok then  
	close_redis(red)
	errlog("Cannot connect");
    return ngx.exit(ngx.HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR)   
end  

local key = "limit:frequency:login:"..ngx.var.remote_addr

--得到此客户端IP的频次
local resp, err = red:get(key)
if not resp then  
	close_redis(red)
    return ngx.exit(ngx.HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR) --redis 获取值失败
end 

if resp == ngx.null then   
	red:set(key, 1) -- 单位时间 第一次访问
    red:expire(key, 10) --10秒时间 过期
end  

if type(resp) == "string" then 
	if tonumber(resp) > 10 then -- 超过10次
		close_redis(red)
		return ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN) --直接返回403
	end
end

--调用API设置key  
ok, err = red:incr(key)  
if not ok then  
	close_redis(red)
    return ngx.exit(ngx.HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR) --redis 报错 
end  

close_redis(red)

请求地址：/frequency

10秒内 超出10次 ，返回403

10秒后，又可以访问了

如果我们想整个网站 都加上这个限制条件，那只要把

access_by_lua_file /usr/local/lua/access_by_limit_frequency.lua;

这个配置，放在server部分，让所有的location 适用就行了

这个方案对于常用足以够用，毕竟redis理论并发10万。

但是对于更要要求的场景，还需要优化，因为在高并发，多访问时，瓶颈会落到频繁的与redis的交互的网络损耗，可以考虑配合存储到nginx本地缓存里，直接使用内容来判断＝》但是实际场景中一定会使用多台nginx的负载均衡，所以需要考虑数据共享的问题，或者如何每次都某一个ip地址固定落到某个固定的nginx业务机器上处理。

‘

解决优化之前方案：

使用两层nginx组。

• 分发层nginx组：负责分发用户访问的请求到应用层的nginx组

• 应用层nginx组：负责nginx的业务功能开发：比如限流，缓存本地。

IP:192.168.0.2首先访问分发层nginx组，根据算法，将请求分发到后端应用层上固定的某个nginx上，这样的话后端应用层的nginx就不用担心数据共享访问记录的问题了，也就不需要redis,每次从本地缓存取即可（内存操作效率高）。