lua、Canal实现广告缓存(2)-------OpenRestry+Nginx限流

3.OpenRestry介绍

OpenResty(又称：ngx_openresty) 是一个基于 nginx的可伸缩的 Web 平台，由中国人章亦春发起，提供了很多高质量的第三方模块。

OpenResty 是一个强大的 Web 应用服务器，Web 开发人员可以使用 Lua 脚本语言调动 Nginx 支持的各种 C 以及 Lua 模块,更主要的是在性能方面，OpenResty可以 快速构造出足以胜任 10K 以上并发连接响应的超高性能 Web 应用系统。

360，UPYUN，阿里云，新浪，腾讯网，去哪儿网，酷狗音乐等都是 OpenResty 的深度用户。OpenResty 简单理解成 就相当于封装了nginx,并且集成了LUA脚本，开发人员只需要简单的其提供了模块就可以实现相关的逻辑，而不再像之前，还需要在nginx中自己编写lua的脚本，再进行调用了。

3.1 安装openresty

linux安装openresty:

1.添加仓库执行命令

yum install yum-utils
yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo

2.执行安装

yum install openresty

3.安装成功后 会在默认的目录如下：

/usr/local/openresty

 

3.2 安装nginx

默认已经安装好了nginx

在目录：/usr/local/openresty/nginx 下

对openresty目录下的nginx进行修改

修改/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf,将配置文件使用的根设置为root,目的就是将来要使用lua脚本的时候 ，直接可以加载在root下的lua脚本。

测试访问：

重启下centos虚拟机，打开/usr/local/openresty/nginx/sbin

然后启动./nginx

访问测试Nginx

访问地址：http://192.168.2.2/

4.广告缓存的载入与读取

4.1 需求分析

需要在页面上显示广告的信息。

4.2 Lua+Nginx配置

(1)实现思路-查询数据放入redis中

实现思路：

定义请求：用于查询数据库中的数据更新到redis中。

a.连接mysql ，按照广告分类ID读取广告列表，转换为json字符串。

b.连接redis，将广告列表json字符串存入redis 。

定义请求：

请求：
	/update_content
参数：
	id  --指定广告分类的id
返回值：
	json

请求地址：

具体实现：

（1）配置Nginx的Server ，拦截/update_content?id=1请求路径

（2）拦截后，交给lua脚本处理

lua脚本如下：不用记，不用写，需要用的时候直接套用

注意：数据库和redis中的ip地址要对，我本人的数据库在本机，因此是本机ip地址

redis是虚拟机的ip地址

ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
local cjson = require("cjson")
local mysql = require("resty.mysql")
local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
local id = uri_args["id"]

local db = mysql:new()
db:set_timeout(1000)
local props = {
    host = "192.168.0.109",
    port = 3306,
    database = "changgou",
    user = "root",
    password = "123456"
}

local res = db:connect(props)
local select_sql = "select url,pic from tb_content where status ='1' and category_id="..id.." order by sort_order"
res = db:query(select_sql)
db:close()

local redis = require("resty.redis")
local red = redis:new()
red:set_timeout(2000)

local ip ="192.168.2.2"
local port = 6379
red:connect(ip,port)
red:set("content_"..id,cjson.encode(res))
red:close()

ngx.say("{flag:true}")

所以创建/root/lua目录，在该目录下创建update_content.lua： 目的就是连接mysql 查询数据 并存储到redis中。

配置修改Nginx的server

启动虚拟机中的redis

 

测试192.168.2.2/update_content?id=5成功

此时会将分类ID=5的所有广告查询出来，并存入到Redis缓存。

redis中也有了

 注意：这里如果报错！！！如果数据库ip地址是本机，那么有可能会出错，因为虚拟机可能访问不到本机的数据库！！

开放本机MySQL远程访问权限

本机mysql开放远程访问权限_Java-请多指教的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/wuzj1314/article/details/125073181

(2)实现思路-从redis中获取数据

定义lua缓存命名空间，修改nginx.conf

 

  实现思路：

        定义请求，用户根据广告分类的ID 获取广告的列表。通过lua脚本直接从redis中获取数据即可。

定义请求：

请求:/read_content
参数：id
返回值：json

 在/root/lua_test目录下创建read_content.lua

--设置响应头类型
ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
--获取请求中的参数ID
local uri_args = ngx.req.get_uri_args();
local id = uri_args["id"];
--引入redis库
local redis = require("resty.redis");
--创建redis对象
local red = redis:new()
--设置超时时间
red:set_timeout(2000)
--连接
local ok, err = red:connect("192.168.2.2", 6379)
--获取key的值
local rescontent=red:get("content_"..id)
--输出到返回响应中
ngx.say(rescontent)
--关闭连接
red:close()

(3)加入openresty本地缓存

如上的方式没有问题，但是如果请求都到redis，redis压力也很大，所以我们一般采用多级缓存的方式来减少下游系统的服务压力。参考基本思路图的实现。

先查询openresty本地缓存 如果 没有

再查询redis中的数据，如果没有

再查询mysql中的数据，但凡有数据 则返回即可。

修改read_content.lua文件，代码如下：

-设置响应头类型
ngx.header.content_type="application/json;charset=utf8"
--获取请求中的参数ID
local uri_args = ngx.req.get_uri_args();
local id = uri_args["id"];
--获取本地缓存
local cache_ngx = ngx.shared.dis_cache;
--根据ID 获取本地缓存数据
local contentCache = cache_ngx:get('content_cache_'..id);

if contentCache == "" or contentCache == nil then
     --引入redis库
     local redis = require("resty.redis");
     --创建redis对象
     local red = redis:new()
     --设置超时时间     
     red:set_timeout(2000)
     --连接
     red:connect("192.168.2.2", 6379)
     --获取key的值                   
     local rescontent=red:get("content_"..id);

     if ngx.null == rescontent then
           local cjson = require("cjson");
           local mysql = require("resty.mysql");
           local db = mysql:new();
           db:set_timeout(2000)
           local props = {
                    host = "192.168.0.109",
                    port = 3306,
                    database = "changgou",
                    user = "root",
                    password = "123456"
               }
           local res = db:connect(props);
           local select_sql = "select url,pic from tb_content where status ='1' and category_id="..id.." order by sort_order";
           res = db:query(select_sql);
           local responsejson = cjson.encode(res);
           red:set("content_"..id,responsejson);
           ngx.say(responsejson);
           db:cclose()
      else
           cache_ngx:set('content_cache_'..id, rescontent, 10*60);
           ngx.say(rescontent)
      end
      red:close()
else
      ngx.say(contentCache)
end

 

测试地址：http://192.168.2.2/read_content?id=1

此时会获取分类ID=1的所有广告信息

 注意：这里如果有问题报错，可能是因为没有定义lua缓存命名空间，修改nginx.conf，我之前就这里出问题了！

 

5.Nginx限流

一般情况下，首页的并发量是比较大的，即使有了多级缓存，当用户不停的刷新页面的时候，也是没有必要的，另外如果有恶意的请求大量达到，也会对系统造成影响。

而限流就是保护措施之一。

5.1 生活中限流对比

• 水坝泄洪，通过闸口限制洪水流量（控制流量速度）。

• 办理银行业务：所有人先领号，各窗口叫号处理。每个窗口处理速度根据客户具体业务而定，所有人排队等待叫号即可。若快下班时，告知客户明日再来(拒绝流量)

• 火车站排队买票安检，通过排队 的方式依次放入。（缓存带处理任务）

5.2 nginx的限流

nginx提供两种限流的方式：

• 一是控制速率

• 二是控制并发连接数

5.2.1 控制速率

控制速率的方式之一就是采用漏桶算法。

(1)漏桶算法实现控制速率限流

漏桶(Leaky Bucket)算法思路很简单,水(请求)先进入到漏桶里,漏桶以一定的速度出水(接口有响应速率),当水流入速度过大会直接溢出(访问频率超过接口响应速率),然后就拒绝请求,可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率.示意图如下:

 

（2）修改/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf配置

 配置说明：

binary_remote_addr:根据请求ip进行限流    contentRateLimit:缓存空间名称

10m:缓存空间大小       rate=2r/s：每秒允许2个请求

 访问连续快速刷新就会报错！

(3)处理突发流量

上面例子限制 2r/s，500ms处理一个请求。如果有时正常流量突然增大，超出的请求将被拒绝，无法处理突发流量，可以结合 burst 参数使用来解决该问题。

假设burst=4 ，即如果同时有4个请求到达，Nginx 会处理第一个请求，剩余3个请求将放入队列，然后每隔500ms从队列中获取一个请求进行处理。若请求数大于4，将拒绝处理多余的请求，直接返回错误页面。

不过，单独使用 burst 参数并不实用。假设 burst=50 ，rate依然为2r/s，排队中的50个请求虽然每500ms会处理一个，但第50个请求却需要等待 50 * 500ms即 25s，这么长的处理时间自然难以接受。

因此，burst 往往结合 nodelay 一起使用，nodelay并发处理。

测试：

在1秒钟之内可以刷新4次，正常处理。但是超过之后，连续刷新5次，抛出异常。

5.2.2 控制并发量（连接数）

ngx_http_limit_conn_module 提供了限制连接数的能力。主要是利用limit_conn_zone和limit_conn两个指令。

利用连接数限制 某一个用户的ip连接的数量来控制流量。

(1)配置限制固定连接数

(2)限制每个客户端IP与服务器的连接数，同时限制与虚拟服务器的连接总数