sub2api/backend/internal/repository/concurrency_cache.go

package repository

import (
	"context"
	"fmt"

	"github.com/Wei-Shaw/sub2api/internal/service"
	"github.com/redis/go-redis/v9"
)

// 并发控制缓存常量定义
//
// 性能优化说明：
// 原实现使用 SCAN 命令遍历独立的槽位键（concurrency:account:{id}:{requestID}），
// 在高并发场景下 SCAN 需要多次往返，且遍历大量键时性能下降明显。
//
// 新实现改用 Redis 有序集合（Sorted Set）：
// 1. 每个账号/用户只有一个键，成员为 requestID，分数为时间戳
// 2. 使用 ZCARD 原子获取并发数，时间复杂度 O(1)
// 3. 使用 ZREMRANGEBYSCORE 清理过期槽位，避免手动管理 TTL
// 4. 单次 Redis 调用完成计数，减少网络往返
const (
	// 并发槽位键前缀（有序集合）
	// 格式: concurrency:account:{accountID}
	accountSlotKeyPrefix = "concurrency:account:"
	// 格式: concurrency:user:{userID}
	userSlotKeyPrefix = "concurrency:user:"
	// 等待队列计数器格式: concurrency:wait:{userID}
	waitQueueKeyPrefix = "concurrency:wait:"

	// 默认槽位过期时间（分钟），可通过配置覆盖
	defaultSlotTTLMinutes = 15
)

var (
	// acquireScript 使用有序集合计数并在未达上限时添加槽位
	// 使用 Redis TIME 命令获取服务器时间，避免多实例时钟不同步问题
	// KEYS[1] = 有序集合键 (concurrency:account:{id} / concurrency:user:{id})
	// ARGV[1] = maxConcurrency
	// ARGV[2] = TTL（秒）
	// ARGV[3] = requestID
	acquireScript = redis.NewScript(`
		local key = KEYS[1]
		local maxConcurrency = tonumber(ARGV[1])
		local ttl = tonumber(ARGV[2])
		local requestID = ARGV[3]

		-- 使用 Redis 服务器时间，确保多实例时钟一致
		local timeResult = redis.call('TIME')
		local now = tonumber(timeResult[1])
		local expireBefore = now - ttl

		-- 清理过期槽位
		redis.call('ZREMRANGEBYSCORE', key, '-inf', expireBefore)

		-- 检查是否已存在（支持重试场景刷新时间戳）
		local exists = redis.call('ZSCORE', key, requestID)
		if exists ~= false then
			redis.call('ZADD', key, now, requestID)
			redis.call('EXPIRE', key, ttl)
			return 1
		end

		-- 检查是否达到并发上限
		local count = redis.call('ZCARD', key)
		if count < maxConcurrency then
			redis.call('ZADD', key, now, requestID)
			redis.call('EXPIRE', key, ttl)
			return 1
		end

		return 0
	`)

	// getCountScript 统计有序集合中的槽位数量并清理过期条目
	// 使用 Redis TIME 命令获取服务器时间
	// KEYS[1] = 有序集合键
	// ARGV[1] = TTL（秒）
	getCountScript = redis.NewScript(`
		local key = KEYS[1]
		local ttl = tonumber(ARGV[1])

		-- 使用 Redis 服务器时间
		local timeResult = redis.call('TIME')
		local now = tonumber(timeResult[1])
		local expireBefore = now - ttl

		redis.call('ZREMRANGEBYSCORE', key, '-inf', expireBefore)
		return redis.call('ZCARD', key)
	`)

	// incrementWaitScript - only sets TTL on first creation to avoid refreshing
	// KEYS[1] = wait queue key
	// ARGV[1] = maxWait
	// ARGV[2] = TTL in seconds
	incrementWaitScript = redis.NewScript(`
		local current = redis.call('GET', KEYS[1])
		if current == false then
			current = 0
		else
			current = tonumber(current)
		end

		if current >= tonumber(ARGV[1]) then
			return 0
		end

		local newVal = redis.call('INCR', KEYS[1])

		-- Only set TTL on first creation to avoid refreshing zombie data
		if newVal == 1 then
			redis.call('EXPIRE', KEYS[1], ARGV[2])
		end

		return 1
	`)

	// decrementWaitScript - same as before
	decrementWaitScript = redis.NewScript(`
		local current = redis.call('GET', KEYS[1])
		if current ~= false and tonumber(current) > 0 then
			redis.call('DECR', KEYS[1])
		end
		return 1
	`)
)

type concurrencyCache struct {
	rdb            *redis.Client
	slotTTLSeconds int // 槽位过期时间（秒）
}

// NewConcurrencyCache 创建并发控制缓存
// slotTTLMinutes: 槽位过期时间（分钟），0 或负数使用默认值 15 分钟
func NewConcurrencyCache(rdb *redis.Client, slotTTLMinutes int) service.ConcurrencyCache {
	if slotTTLMinutes <= 0 {
		slotTTLMinutes = defaultSlotTTLMinutes
	}
	return &concurrencyCache{
		rdb:            rdb,
		slotTTLSeconds: slotTTLMinutes * 60,
	}
}

// Helper functions for key generation
func accountSlotKey(accountID int64) string {
	return fmt.Sprintf("%s%d", accountSlotKeyPrefix, accountID)
}

func userSlotKey(userID int64) string {
	return fmt.Sprintf("%s%d", userSlotKeyPrefix, userID)
}

func waitQueueKey(userID int64) string {
	return fmt.Sprintf("%s%d", waitQueueKeyPrefix, userID)
}

// Account slot operations

func (c *concurrencyCache) AcquireAccountSlot(ctx context.Context, accountID int64, maxConcurrency int, requestID string) (bool, error) {
	key := accountSlotKey(accountID)
	// 时间戳在 Lua 脚本内使用 Redis TIME 命令获取，确保多实例时钟一致
	result, err := acquireScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}, maxConcurrency, c.slotTTLSeconds, requestID).Int()
	if err != nil {
		return false, err
	}
	return result == 1, nil
}

func (c *concurrencyCache) ReleaseAccountSlot(ctx context.Context, accountID int64, requestID string) error {
	key := accountSlotKey(accountID)
	return c.rdb.ZRem(ctx, key, requestID).Err()
}

func (c *concurrencyCache) GetAccountConcurrency(ctx context.Context, accountID int64) (int, error) {
	key := accountSlotKey(accountID)
	// 时间戳在 Lua 脚本内使用 Redis TIME 命令获取
	result, err := getCountScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}, c.slotTTLSeconds).Int()
	if err != nil {
		return 0, err
	}
	return result, nil
}

// User slot operations

func (c *concurrencyCache) AcquireUserSlot(ctx context.Context, userID int64, maxConcurrency int, requestID string) (bool, error) {
	key := userSlotKey(userID)
	// 时间戳在 Lua 脚本内使用 Redis TIME 命令获取，确保多实例时钟一致
	result, err := acquireScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}, maxConcurrency, c.slotTTLSeconds, requestID).Int()
	if err != nil {
		return false, err
	}
	return result == 1, nil
}

func (c *concurrencyCache) ReleaseUserSlot(ctx context.Context, userID int64, requestID string) error {
	key := userSlotKey(userID)
	return c.rdb.ZRem(ctx, key, requestID).Err()
}

func (c *concurrencyCache) GetUserConcurrency(ctx context.Context, userID int64) (int, error) {
	key := userSlotKey(userID)
	// 时间戳在 Lua 脚本内使用 Redis TIME 命令获取
	result, err := getCountScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}, c.slotTTLSeconds).Int()
	if err != nil {
		return 0, err
	}
	return result, nil
}

// Wait queue operations

func (c *concurrencyCache) IncrementWaitCount(ctx context.Context, userID int64, maxWait int) (bool, error) {
	key := waitQueueKey(userID)
	result, err := incrementWaitScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}, maxWait, c.slotTTLSeconds).Int()
	if err != nil {
		return false, err
	}
	return result == 1, nil
}

func (c *concurrencyCache) DecrementWaitCount(ctx context.Context, userID int64) error {
	key := waitQueueKey(userID)
	_, err := decrementWaitScript.Run(ctx, c.rdb, []string{key}).Result()
	return err
}