接口限流解決方案

一、什麼是接口限流

在互聯網時代，系統的API或服務請求交互成為業務邏輯的主要方式。而服務質量和性能一旦面臨著超負荷的請求，這些業務可能因為瞬間的量爆發而癱瘓。

接口限流是一種應對這種情況的解決方案。通俗地說，就是限制系統接口的訪問頻率，通過一定的算法來限制系統的響應速度和負載，使系統可以在容忍範圍內平穩地運行，避免系統被壓垮。

二、為什麼需要接口限流

1、防止突發流量：接口限流可以保護服務器免受峰值流量的衝擊。即使某個活動突然引起了很多用戶的關注，它也不會導致系統崩潰。

2、維護系統可用性：每個系統都有容量極限。當請求超過系統的容量極限時，系統運營效率會顯著下降，甚至崩潰。接口限流可以確保系統不會被過度激活或過度擴展。

3、保護數據安全：接口限流可以保護系統和用戶的數據安全。因為攻擊者利用開放的API頻繁訪問系統時，就有可能發生DoS攻擊、IDC攻擊等惡意請求，接口限流能有效的讓攻擊請求落空。

三、接口限流的實現方式

1、令牌桶算法：

public class TokenBucket {
    private int bucketNums = 100; // 桶的容量
    private int rate = 1; // 流入速度
    private int nowTokens; // 當前令牌數
    private long timestamp = getNowTime(); // 時間

    private long getNowTime() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    public boolean take() {
        long nowTime = getNowTime();
        nowTokens = Math.min(bucketNums, nowTokens + (int) ((nowTime - timestamp) * rate));
        timestamp = nowTime;
        if (nowTokens < 1) {
            return false;
        } else {
            nowTokens--;
            return true;
        }
    }
}

2、計數器算法：

public class Counter {
    private final int limitTimes = 10; // 允許通過的請求數
    private int reqCount; // 計數器

    public boolean call() {
        if (reqCount >= limitTimes) {
            return false;
        } else {
            reqCount++;
            return true;
        }
    }
}

四、接口限流的應用場景

1、抽獎活動類應用：對某個商品發起的抽獎活動，通常情況下是每個人每天有一次抽獎機會，如果不限流，就會被大量惡意用戶刷票，導致其他玩家無法獲得抽獎機會。

2、電商類應用：雙十一、618等大型促銷活動，限時降價商品的場景下，會產生瞬時大量的請求，接口限流能夠避免這一問題。

3、雲盤類應用：被分享的鏈接被大量人點擊，往往會導致鏈接地址失效或無法正常訪問。

4、支付類應用：支付環節對並發以及並髮帶來的風險有較高的要求。限流能夠保證支付的安全性和可靠性。

五、接口限流的實現案例

1、Spring框架實現限流方案：https://github.com/gladfish/SpringBootRateLimiter

2、限流器Guava實現方案：https://github.com/google/guava/blob/main/guava/src/com/google/common/util/concurrent/RateLimiter.java

3、API Gateway限流實現案例：https://github.com/alibaba/Sentinel

六、結論

接口限流是一項非常重要的技術，特別是在大型軟件系統的開發過程中。通過令牌桶算法、計數器算法等方式實現，可以有效的避免系統因超負荷而導致的崩潰。隨着科技的不斷發展，我們相信更多高效、更加智能的接口限流算法的應用將被引進。這不僅僅意味着我們應當繼續探索這個領域，更意味着我們需要更高的技術、更好的管理和更加友善的態度來應對未來。