接口限流四种经典算法限流为了保证系统的安全性和稳定性，防止恶意流量和突发大量流量短时间内大量请求接口，造成服务器崩溃，

限流

为了保证系统的安全性和稳定性，防止恶意流量和突发大量流量短时间内大量请求接口，造成服务器崩溃，接口的限流是有必要的。以下是四种经典的限流算法。

基于计数器的限流

在一定的时间区间内记录请求次数，到下一个区间就清零如果请求时当前区间的请求次数已经达到了阈值，不予请求。

优点：简单易理解缺点：有临界问题

基于滑动窗口的限流

可以把上面的时间区间更小粒度的划分，分为更小的独立区间

比如一开始是1分钟，划分为10s，每次经过10s，我们自然需要把整个计数区间往右边移动一个

优点：

可以通过调整窗口大小来实现不同的限流效果
可扩展性强

如果切分越小，产生的块就多，窗口滚动越平滑，限流统计越准确，但是对服务器压力越大

漏桶算法

控制水流稳定流出，进水就是向接口发起的请求，一定有时快有时慢，但是漏水的速度是一定的，只要桶装满了就拒绝请求

我们只需要处理漏斗稳定流出的水流即可

明显用队列实现

缺点是对于一些突发流量，还是像之前一样处理，降低用户体验，损失请求。

令牌桶算法

把令牌以稳定的速度放入桶中，如果桶被放满了，多余的令牌就无法放入

每来一个请求就必须从桶中申请令牌，申请到了才能被处理

可以用队列存储令牌

漏桶里面的任务是一点点执行的，令牌桶有可能一下子把令牌全用光一起执行，这样就可以很快的处理大流量的请求

缺点：

实现复杂
需要在固定时间内生成令牌，时间精度要求高

对于令牌桶的实现可以用Google提供的工具ლ(´ω`ლ)ﾞ

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>30.1-jre</version>
</dependency>

RateLimiter可以用来对令牌桶进行管理

//创建令牌桶
RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(20);

//尝试从令牌桶中拿令牌（设置超时时间）
boolean acquire = rateLimiter.tryAcquire(200, TimeUnit.MILLISECONDS);

实际项目中，推荐采用令牌桶算法+自定义注解的方式，实现对每个接口的限流管理。

实战

自定义注解：

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD,ElementType.TYPE})
@Documented
public @interface Limit {
    /**
     * 资源的key,唯一
     * 作用：不同的接口，不同的流量控制
     */
    String key() default "";

    /**
     * 最多的访问限制次数
     */
    double permitsPerSecond() ;

    /**
     * 获取令牌最大等待时间
     */
    long timeout();

    /**
     * 获取令牌最大等待时间,单位(例:分钟/秒/毫秒) 默认:毫秒
     */
    TimeUnit timeunit() default TimeUnit.MILLISECONDS;

    /**
     * 得不到令牌的提示语
     */
    String msg() default "系统繁忙,请稍后再试.";
}

编写aop处理注解的接口：

@Slf4j
@Aspect
@Component
public class LimitAop {
    /**
     * 不同的接口，不同的流量控制
     * map的key为 Limiter.key
     */
    private final Map<String, RateLimiter> limitMap = Maps.newConcurrentMap();
    @Pointcut(value = "@annotation(com.futurelivestreaming.annotation.Limit)")
    public void getExecution() {

    }
    @Around("getExecution()")
    public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable{
        MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
        Method method = signature.getMethod();
        //拿limit的注解
        Limit limit = method.getAnnotation(Limit.class);
        if (limit != null) {
            //key作用：不同的接口，不同的流量控制
            String key=limit.key();
            RateLimiter rateLimiter = null;
            //验证缓存是否有命中key
            if (!limitMap.containsKey(key)) {
                // 创建令牌桶
                rateLimiter = RateLimiter.create(limit.permitsPerSecond());
                limitMap.put(key, rateLimiter);
                log.info("新建了令牌桶={}，容量={}",key,limit.permitsPerSecond());
            }
            rateLimiter = limitMap.get(key);
            // 拿令牌
            boolean acquire = rateLimiter.tryAcquire(limit.timeout(), limit.timeunit());
            // 拿不到命令，直接返回异常提示
            if (!acquire) {
                log.debug("令牌桶={}，获取令牌失败",key);
                this.responseFail(limit.msg());
                return null;
            }
        }
        return joinPoint.proceed();
    }

    /**
     * 直接向前端抛出异常
     * @param msg 提示信息
     */
    private void responseFail(String msg)  {
        HttpServletResponse response=((ServletRequestAttributes) RequestContextHolder.getRequestAttributes()).getResponse();
        //转化为json
        String string = JSON.toJSONString(Result.fail("请求繁忙,请稍后访问"));
        CommonUtils.renderString(response,string);
    }
}