微服务网关（十二）redis流量统计中间件

redis流量统计中间件

redis详细：

redis.go:

// RedisConfPipline redis连接的设置方法，例如在流量统计中间件中设置数据和超时时间
func RedisConfPipline(pip ...func(c redis.Conn)) error {
	// 读取配置文件，创建连接
	c, err := lib.RedisConnFactory("default")
	if err != nil {
		return err
	}
	defer c.Close()
	for _, f := range pip {
		f(c)
	}
	c.Flush()
	return nil
}

// RedisConfDo redis执行操作的方法，例如在流量统计中间件中使用get方法获取redis中储存的流量数据
func RedisConfDo(commandName string, args ...interface{}) (interface{}, error) {
	c, err := lib.RedisConnFactory("default")
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	defer c.Close()
	return c.Do(commandName, args...)
}

统计Handler：

flow_count_handler.go

单例模式设计，共用一个，避免重复创建，也为了使一个服务中的数据可以重复地累计

var FlowCounterHandler *FlowCounter

type FlowCounter struct {
   RedisFlowCountMap   map[string]*RedisFlowCountService
   RedisFlowCountSlice []*RedisFlowCountService
   Locker              sync.RWMutex
}

func NewFlowCounter() *FlowCounter {
   return &FlowCounter{
      RedisFlowCountMap:   map[string]*RedisFlowCountService{},
      RedisFlowCountSlice: []*RedisFlowCountService{},
      Locker:              sync.RWMutex{},
   }
}

func init() {
   FlowCounterHandler = NewFlowCounter()
}

func (counter *FlowCounter) GetCounter(serverName string) (*RedisFlowCountService, error) {
   for _, item := range counter.RedisFlowCountSlice {
      if item.AppID == serverName {
         return item, nil
      }
   }
   //NewRedisFlowCountService 创建统计器
   newCounter := NewRedisFlowCountService(serverName, 1*time.Second)
   counter.RedisFlowCountSlice = append(counter.RedisFlowCountSlice, newCounter)
   counter.Locker.Lock()
   defer counter.Locker.Unlock()
   counter.RedisFlowCountMap[serverName] = newCounter
   return newCounter, nil
}

业务核心：

redis_flow_count.go

// RedisFlowCountService 流量统计器结构体
type RedisFlowCountService struct {
	AppID       string
	Interval    time.Duration
	QPS         int64
	Unix        int64
	TickerCount int64
	TotalCount  int64
}


// NewRedisFlowCountService 参数：设置APPID和统计结果的刷新时间频率
func NewRedisFlowCountService(appID string, interval time.Duration) *RedisFlowCountService {
	reqCounter := &RedisFlowCountService{
		AppID:    appID,
		Interval: interval,
		QPS:      0,
		Unix:     0,
	}
	go func() {
		defer func() {
			if err := recover(); err != nil {
				fmt.Println(err)
			}
		}()
		ticker := time.NewTicker(interval)
		for {
			<-ticker.C
			//获取请求次数reqCounter.TickerCount-->0,1,2,3,4...次
			tickerCount := atomic.LoadInt64(&reqCounter.TickerCount)
			//重置请求次数reqCounter.TickerCount-->0
			atomic.StoreInt64(&reqCounter.TickerCount, 0)       

			currentTime := time.Now()
			dayKey := reqCounter.GetDayKey(currentTime)
			hourKey := reqCounter.GetHourKey(currentTime)
			if err := RedisConfPipline(func(c redis.Conn) {
				//数据增加并写入tickerCount--->+0\+1\+2...
				c.Send("INCRBY", dayKey, tickerCount)
				//超时时间设置
				c.Send("EXPIRE", dayKey, 86400*2)
                
				c.Send("INCRBY", hourKey, tickerCount)
				c.Send("EXPIRE", hourKey, 86400*2)
			}); err != nil {
				fmt.Println("RedisConfPipline err", err)
				continue
			}

			totalCount, err := reqCounter.GetDayData(currentTime)
			if err != nil {
				fmt.Println("reqCounter.GetDayData err", err)
				continue
			}
			nowUnix := time.Now().Unix()
			if reqCounter.Unix == 0 {
				reqCounter.Unix = time.Now().Unix()
				continue
			}
			tickerCount = totalCount - reqCounter.TotalCount
			if nowUnix > reqCounter.Unix {
				reqCounter.TotalCount = totalCount
				reqCounter.QPS = tickerCount / (nowUnix - reqCounter.Unix)
				reqCounter.Unix = time.Now().Unix()
			}
		}
	}()
	return reqCounter
}

func (o *RedisFlowCountService) GetDayKey(t time.Time) string {
	dayStr := t.In(lib.TimeLocation).Format("20060102")
	//设置到redis的key中
	return fmt.Sprintf("%s_%s_%s", RedisFlowDayKey, dayStr, o.AppID)
}

func (o *RedisFlowCountService) GetHourKey(t time.Time) string {
	hourStr := t.In(lib.TimeLocation).Format("2006010215")
	return fmt.Sprintf("%s_%s_%s", RedisFlowHourKey, hourStr, o.AppID)
}

// GetHourData 封装的获取方法 redis的get获取数据
func (o *RedisFlowCountService) GetHourData(t time.Time) (int64, error) {
	return redis.Int64(RedisConfDo("GET", o.GetHourKey(t)))
}

func (o *RedisFlowCountService) GetDayData(t time.Time) (int64, error) {
	return redis.Int64(RedisConfDo("GET", o.GetDayKey(t)))
}

中间件详细：

http_flow_count.go

func HTTPFlowCountMiddleware() gin.HandlerFunc {
   return func(c *gin.Context) {
      serverInterface, ok := c.Get("service")
      if !ok {
         middleware.ResponseError(c, 2001, errors.New("service not found"))
         c.Abort()
         return
      }
      //从上下文中获取后转换
      serviceDetail := serverInterface.(*dao.ServiceDetail)

      //统计项 1 全站 2 服务
      //1、全站
      totalCounter, err := public.FlowCounterHandler.GetCounter(public.FlowTotal)
      if err != nil {
         middleware.ResponseError(c, 4001, err)
         c.Abort()
         return
      }
      totalCounter.Increase()
      //_, _ = totalCounter.GetDayData(time.Now())
      //fmt.Printf("totalCounter qps:%v,dayCount:%v\n", totalCounter.QPS, dayCount)
      //2、服务
      serviceCounter, err := public.FlowCounterHandler.GetCounter(public.FlowServicePrefix + serviceDetail.Info.ServiceName)
      if err != nil {
         middleware.ResponseError(c, 4001, err)
         c.Abort()
         return
      }
      serviceCounter.Increase()
      //_, _ = serviceCounter.GetDayData(time.Now())
      //fmt.Printf("serviceCounter qps:%v,dayCount:%v", serviceCounter.QPS, dayServiceCount)
      c.Next()
   }
}

中间件代码解释 | 一次流量统计功能完成的流程：

本段代码中，由public.FlowCounterHandler.GetCounter方法获取服务的流量统计，返回目标服务的流量统计器。从目标服务的流量统计器中，即可获取到从Redis中读取到的请求次数

同时，调用totalCounter.Increase()方法，原子增加流量统计器中的TickerCount值，由0增到1，

此时，在redis_flow_count.go的NewRedisFlowCountService方法的无限for循环中，就会在提取出tickerCount的值后，将其重新置为0。接着，将提取出的tickerCount通过INCRBY命令语句，写入Redis中，接着flush刷新，该数据便写入Redis中了。完成一次流量统计。

补充：SETNX分布式锁

写入redis，试用SETNX分布式锁实现实现写入，可以避免读取和修改数据造成结果混乱

使用场景：

通常在分布式系统中，我们经常会从数据库中读取数据和修改数据，然而这不是一个原子操作，在并发时就会导致数据的不正确，例如一会下面的电商秒杀，库存数量的更新就会遇到。

redis是单线程的，单纯的使用同步锁只能保证单体系统下正常运行，但是在微服务架构下没法保证，所以要使用setnx分布式锁实现写入

基本语法：

Redis Setnx（SET if Not eXists）命令在指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值。

redis> EXISTS job                # job 不存在
(integer) 0

redis> SETNX job "programmer"    # job 设置成功
(integer) 1

redis> SETNX job "code-farmer"   # 尝试覆盖 job ，失败
(integer) 0

redis> GET job                   # 没有被覆盖
"programmer"