最近忙于業(yè)務(wù)開發(fā)、交接和游戲，加上碰上了不定時出現(xiàn)的猶豫期和困惑期，荒廢學(xué)業(yè)了一段時間。天冷了，要重新拾起開始下階段的學(xué)習(xí)了。之前接觸到的一些數(shù)據(jù)搜索項目，涉及到請求模擬，基于反爬需要使用隨機的 User Agent ，于是使用 Redis 實現(xiàn)了一個十分簡易的 UA 池。

背景

最近的一個需求，有模擬請求的邏輯，要求每次請求的請求頭中的 User Agent 要滿足下面幾點：

• 每次獲取的 User Agent 是隨機的。
• 每次獲取的 User Agent （短時間內(nèi)）不能重復(fù)。
• 每次獲取的 User Agent 必須帶有主流的操作系統(tǒng)信息（可以是 Uinux 、 Windows 、 IOS 和安卓等等）。

這里三點都可以從 UA 數(shù)據(jù)的來源解決，實際上我們應(yīng)該關(guān)注具體的實現(xiàn)方案。簡單分析一下，流程如下：

在設(shè)計 UA 池的時候，它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和環(huán)形隊列十分類似：

上圖中，假設(shè)不同顏色的 UA 是完全不同的 UA ，它們通過洗牌算法打散放進(jìn)去環(huán)形隊列中，實際上每次取出一個 UA 之后，只需要把游標(biāo) cursor 前進(jìn)或者后退一格即可（甚至可以把游標(biāo)設(shè)置到隊列中的任意元素）。最終的實現(xiàn)就是：需要通過中間件實現(xiàn)分布式隊列（只是隊列，不是消息隊列）。

具體實現(xiàn)方案

毫無疑問需要一個分布式數(shù)據(jù)庫類型的中間件才能存放已經(jīng)準(zhǔn)備好的 UA ，第一印象就感覺 Redis 會比較合適。接下來需要選用 Redis 的數(shù)據(jù)類型，主要考慮幾個方面：

UA

支持這幾個方面的 Redis 數(shù)據(jù)類型就是 List ，不過注意 List 本身不能去重，去重的工作可以用代碼邏輯實現(xiàn)。然后可以想象客戶端獲取 UA 的流程大致如下：

結(jié)合前面的分析，編碼過程有如下幾步：

準(zhǔn)備好需要導(dǎo)入的 UA 數(shù)據(jù)，可以從數(shù)據(jù)源讀取，也可以直接文件讀取。

•  因為需要導(dǎo)入的 UA 數(shù)據(jù)集合一般不會太大，考慮先把這個集合的數(shù)據(jù)隨機打散，如果使用 Java 開發(fā)可以直接使用 Collections#shuffle() 洗牌算法，當(dāng)然也可以自行實現(xiàn)這個數(shù)據(jù)隨機分布的算法， 這一步對于一些被模擬方會嚴(yán)格檢驗 UA 合法性的場景是必須的 。
• 導(dǎo)入 UA 數(shù)據(jù)到 Redis 列表中。
• 編寫 RPOP + LPUSH 的 Lua 腳本，實現(xiàn)分布式循環(huán)隊列。

編碼和測試示例

引入 Redis 的高級客戶端 Lettuce 依賴：

dependency>
  groupId>io.lettuce/groupId>
  artifactId>lettuce-core/artifactId>
  version>5.2.1.RELEASE/version>
/dependency>

編寫 RPOP + LPUSH 的 Lua 腳本， Lua 腳本名字暫稱為 L_RPOP_LPUSH.lua ，放在 resources/scripts/lua 目錄下：

local key = KEYS[1]
local value = redis.call('RPOP', key)
redis.call('LPUSH', key, value)
return value

這個腳本十分簡單，但是已經(jīng)實現(xiàn)了循環(huán)隊列的功能。剩下來的測試代碼如下：

public class UaPoolTest {

  private static RedisCommandsString, String> COMMANDS;

  private static AtomicReferenceString> LUA_SHA = new AtomicReference>();
  private static final String KEY = "UA_POOL";

  @BeforeClass
  public static void beforeClass() throws Exception {
    // 初始化Redis客戶端
    RedisURI uri = RedisURI.builder().withHost("localhost").withPort(6379).build();
    RedisClient redisClient = RedisClient.create(uri);
    StatefulRedisConnectionString, String> connect = redisClient.connect();
    COMMANDS = connect.sync();
    // 模擬構(gòu)建UA池的原始數(shù)據(jù),假設(shè)有10個UA,分別是UA-0 ... UA-9
    ListString> uaList = Lists.newArrayList();
    IntStream.range(0, 10).forEach(e -> uaList.add(String.format("UA-%d", e)));
    // 洗牌
    Collections.shuffle(uaList);
    // 加載Lua腳本
    ClassPathResource resource = new ClassPathResource("/scripts/lua/L_RPOP_LPUSH.lua");
    String content = StreamUtils.copyToString(resource.getInputStream(), StandardCharsets.UTF_8);
    String sha = COMMANDS.scriptLoad(content);
    LUA_SHA.compareAndSet(null, sha);
    // Redis隊列中寫入UA數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量多的時候可以考慮分批寫入防止長時間阻塞Redis服務(wù)
    COMMANDS.lpush(KEY, uaList.toArray(new String[0]));
  }

  @AfterClass
  public static void afterClass() throws Exception {
    COMMANDS.del(KEY);
  }

  @Test
  public void testUaPool() {
    IntStream.range(1, 21).forEach(e -> {
      String result = COMMANDS.evalsha(LUA_SHA.get(), ScriptOutputType.VALUE, KEY);
      System.out.println(String.format("第%d次獲取到的UA是:%s", e, result));
    });
  }
}

某次運行結(jié)果如下：

第1次獲取到的UA是:UA-0
第2次獲取到的UA是:UA-8
第3次獲取到的UA是:UA-2
第4次獲取到的UA是:UA-4
第5次獲取到的UA是:UA-7
第6次獲取到的UA是:UA-5
第7次獲取到的UA是:UA-1
第8次獲取到的UA是:UA-3
第9次獲取到的UA是:UA-6
第10次獲取到的UA是:UA-9
第11次獲取到的UA是:UA-0
第12次獲取到的UA是:UA-8
第13次獲取到的UA是:UA-2
第14次獲取到的UA是:UA-4
第15次獲取到的UA是:UA-7
第16次獲取到的UA是:UA-5
第17次獲取到的UA是:UA-1
第18次獲取到的UA是:UA-3
第19次獲取到的UA是:UA-6
第20次獲取到的UA是:UA-9

可見洗牌算法的效果不差，數(shù)據(jù)相對分散。

小結(jié)

其實 UA 池的設(shè)計難度并不大，需要注意幾個要點：

• 一般主流的移動設(shè)備或者桌面設(shè)備的系統(tǒng)版本不會太多，所以來源 UA 數(shù)據(jù)不會太多，最簡單的實現(xiàn)可以使用文件存放，一次讀取直接寫入 Redis 中。
• 注意需要隨機打散 UA 數(shù)據(jù)，避免同一個設(shè)備系統(tǒng)類型的 UA 數(shù)據(jù)過于密集，這樣可以避免觸發(fā)模擬某些請求時候的風(fēng)控規(guī)則。
• 需要熟悉 Lua 的語法，畢竟 Redis 的原子指令一定離不開 Lua 腳本。

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的使用Redis實現(xiàn)UA池的方案，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
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