redis之string----INCR

INCR key

将key中存储的数字值增一。

如果key不存在，那么key的值会先被初始化为0，然后再执行INCR操作。

      如果值包含错误的类型，或字符串类型的值不能表示为数字，那么返回一个错误。

本操作的值限制为64位(bit)有符号数字表示之内。

这是一个针对字符串的操作，因为redis没有专用的整数类型，所以key内存储的字符串被解释为十进制64位有符号整数来执行INCR操作。

返回值：

执行INCR命令之后key的值。

命令：

127.0.0.1:6379> set page_view 20
OK
127.0.0.1:6379> incr page_view
(integer) 21
127.0.0.1:6379> get page_view # 数字值在 Redis 中以字符串的形式保存
"21"
127.0.0.1:6379> get page_VIEW	#注意区分大小写
(nil)

模式：计数器

计数器是redis的原子性自增操作可实现的最直观的模式了，它的想法相当简单：每当某个操作发生时，向redis发送一个INCR命令。

比如咋一个web应用程序中，如果想知道用户在一年中每天点击量，那么只要将用户ID以及相关的日期信息作为键，并在每次用户点击页面时，执行一个自增操作即可。

比如用户名是Peter，点击时间时2012年3月22日，那么执行命令INCR Peter：：2012.3.22

可以用以下几种方式扩展这个简单的模式：

①可以通过组合使用INCR和EXPIRE，来达到只在规定的生存时间内进行计数(counting)的目的。

②客户端可以使用GETSET命令原子性地获取计数器当前值并将计数器清零。

③使用其他自增/自减操作，比如DECR和INCRBY，用户可以通过执行不同的操作增加或减少计数器的值，比如在游戏中的计分器就可能用到这些命令。

模式：限速器

限速器是特殊的计算器，它用于限制一个操作可以被执行的速率(rate)。

限速器的典型用法是限制公开API的请求次数，以下是一个限速器实现实例，它将API的最大请求次数限制在每个IP地址每秒钟十个之内：

命令：

FUNCTION LIMIT_API_CALL(ip)
ts = CURRENT_UNIX_TIME()
keyname = ip+”:”+ts
current = GET(keyname)
IF current != NULL  AND  current >10  THEN
ERROR “too many requests per second”
END
IF current == NULL  THEN
MULTI
INCR(keyname,1)
EXPIRE(keyname,1)
EXEC
ELSE
INCR(keyname,1)
END
PERFORM_API_CALL()

这个实现每秒钟为每个IP地址使用一个不同的计数器，并用EXPIRE命令设置生存时间(这样redis就会负责自动删除过期的计数器)。

注意，我们使用事物打包执行INCR命令和EXPIRE命令，避免引入竞争条件，保证每次调用API时都可以正确地对计数器进行自增操作并设置生存时间。

以下是另一个限速器实现：

FUNCTION LIMIT_API_CALL(ip):
current = GET(ip)
IF current != NULL  AND  current > 10  THEN
ERROR “too many requests per second”
ELSE
value = INCR(ip)
IF value == 1 THEN
EXPIRE(ip,1)
END
PERFORM_API_CALL()
END

这个限速器只使用单个计数器，它的生存时间为一秒钟，如果在一秒钟内，这个计数器的值大于10的话，那么访问就会被禁止。

这个新的限速器在思路方面是没有问题的，但它在实现方面不够严谨，如果我们仔细观察一下的话，就会发现在INCR和EXPIRE之间存在着一个竞争条件，假如客户端在执行INCR之后，因为某些原因(比如客户端失败)而忘记设置EXPIRE的话，那么这个计数器就会一直存在下去，造成每个用户只能访问10次，哦，这简直是个灾难。

要消灭这个实现中的竞争条件，我们可以将它转化为一个Lua脚本，并放到redis中运行(这个方法仅限于redis2.6及以上的版本)：

local current
current = redis.call(“incr”,KEYS[1])
if tonumber(current) == 1 then
redis.call(“expire”,KEYS[1],1)
end

通过将计数器作为脚本放到redis上运行，我们保证了INCR和EXPIRE两个操作的原子性，现在这个脚本实现不会引入竞争条件，它可以运作的很好。

还有另外一种消灭竞争条件的方法，就是使用redis的列表结构来代替INCR命令，这个方法无需脚本支持，因此它在redis2.6以下的版本也可以运行的很好：

FUNCTION LIMIT_API_CALL(ip)
current = LLEN(ip)
IF current > 10  THEN
ERROR  “too  many  requests  per  second”
ELSE
IF EXISTS(ip) == FALSE
MULTI
RPUSH(ip,ip)
EXPIRE(ip,1)
EXEC
ELSE
RPUSHX(ip,ip)
END
PERFORM_API_CALL()
END

新的限速器使用了列表结构作为容器，LLEN用于对访问次数进行检查，一个事物包裹着RPUSH和EXPIRE两个命令，用于在第一次执行计数时创建列表，并正确设置过期时间，最后，RPUSHX在后续的计数操作中进行增加操作。