深入了解限流神器 Ratelimiter

一、Ratelimiter 簡介

Ratelimiter 叫做限流器，顧名思義，就是用來對請求進行限流的一個工具。它可以限制每個介面允許的請求次數、時間範圍等，以防止伺服器被惡意攻擊，保障伺服器正常運行。

Ratelimiter 是一個很常見的限流工具，有許多優秀的開源庫可以使用，比如 guava 中的 RateLimiter。下面我們將介紹一些 Ratelimiter 的使用方式。

二、常見的限流演算法

限流器具體實現的演算法有很多，這裡介紹幾種比較常見的限流演算法。

1. 固定時間窗口演算法

在此演算法中，限流器會預先設定一個固定的時間窗口，例如 1 秒，限制請求次數不超過 x 次。如果在該時間窗口內請求次數超過 x 次，則直接拒絕請求；否則可以接受這個請求。

固定時間窗口演算法的優點是實現簡單，但是難以應對短時間內突發流量的情況。

2. 滑動時間窗口演算法

與固定時間窗口演算法不同的是，滑動時間窗口演算法會隨著時間不斷滑動，而不是像固定時間窗口演算法那樣將時間窗口限制在某個時間段內。

滑動時間窗口演算法可以解決瞬間突發請求的問題，但是演算法實現起來會變得複雜。

3. 令牌桶演算法

令牌桶演算法是最常用的一種限流演算法，它會預先將令牌放在一個桶中，每次請求需要獲取令牌進行訪問，當桶中令牌數量不足時則拒絕該請求。

令牌桶演算法可以較好地應對瞬時流量過高的情況。

三、Ratelimiter 的使用方式

在介紹 Ratelimiter 的使用方式前，需要注意以下兩點。

1. Ratelimiter 的使用需要定義一個限制速率，即在指定的時間窗口內允許通過的請求數量。

2. Ratelimiter 同時可以限制線程的個數。

1. 使用 guava 中的 RateLimiter

// 初始化限流器，限制每秒鐘只能通過 10 個請求
RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(10.0);

// 處理請求
if (rateLimiter.tryAcquire()) {
    // 請求通過，可以進行下一步操作
} else {
    // 請求被拒絕，告知用戶請求過於頻繁
}

2. 使用令牌桶演算法進行限流

// 定義桶的容量，即可以通過的請求數量
double capacity = 10.0;

// 每秒鐘新增 10 個令牌
double permitsPerSecond = 10.0;

// 初始化限流器
RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(
    permitsPerSecond, Duration.ofSeconds(1L), ReservoirBuilder.newReservoirBuilder().withCapacity(capacity).buildBucket()

// 處理請求
if (rateLimiter.tryAcquire()) {
    // 請求通過，可以進行下一步操作
} else {
    // 請求被拒絕，告知用戶請求過於頻繁
}

四、結語

Ratelimiter 是我們經常使用的限流工具，通過本文，我們對限流器的概念以及常見的限流演算法有了更深入的了解，希望對你能夠有所幫助。