Java架构师：高并发下的流量节制

这个时辰假如不做任何掩护法子，处事器就会遭受很大的处理赏罚压力，哀求量很高，处事器负载也很高，而且当哀求高出处事器承载极限的时辰，体系就会瓦解，导致全部人都不能会见。

为了应用处事的高可用，一个常用的步伐是对大流量的哀求(秒杀/抢购)举办限流，拦截掉大部门哀求，只应承一部门哀求真正进入后端处事器，这样就可以防备大量哀求造成体系压力过大导致的体系瓦解，从而掩护处事正常可用。

令牌桶(Token Bucket) 、 漏桶(leaky bucket) 和 计数器 算法是最常用的三种限流的算法。

限流算法

计数器

计数器限流算法也是较量常用的，首要用来限定总并发数。好比限流 qps 为 100，算法的实现思绪就是从第一个哀求进来开始计时，在接下去的 1s 内，每来一个哀求，就把计数加 1 ，假如累加的数字到达了 100 ，那么后续的哀求就会被所有拒绝。比及 1s 竣事后，把计数规复成 0 ，从头开始计数。

这种实现方法有一个破绽：假如我在单元时刻 1s 内的前 10ms ，已经通过了 100个哀求，那后头的 990ms ，只能眼巴巴的把哀求拒绝，这种征象称为 突刺征象。

漏桶

为了消除 突刺征象，可以回收漏桶算法实现限流，漏桶算法这个名字就很形象，算法内部有一个容器，相同糊口用到的漏斗，当哀求进来时，相等于水倒入漏斗，然后从下端小口逐步匀速的流出。不管上面流量多大，下面流出的速率始终保持稳固。

不管处事挪用方何等不不变，通过漏桶算法举办限流，每 10 毫秒处理赏罚一次哀求。由于处理赏罚的速率是牢靠的，哀求进来的速率是未知的，也许溘然进来许多哀求，没来得及处理赏罚的哀求就先放在桶里，既然是个桶，必定是有容量上限，假如桶满了，那么新进来的哀求就扬弃。

在算法实现方面，可以 筹备一个行列，用来生涯哀求，其它通过一个线程池按期从行列中获取哀求并执行，可以一次性获取多个并发执行。

这种算法，在行使事后也存在破绽：无法应对短时刻的突发流量，同时它的利益也是可以滑腻收集上的突发流量，哀求可以被整形成不变的流量。

令牌桶

从某种意义上讲，令牌桶算法是对漏桶算法的一种改造，桶算法可以或许限定哀求挪用的速度，而令牌桶算法可以或许在限定挪用的均匀速度的同时还应承必然水平的突发挪用。

在令牌桶算法中，存在一个桶，用来存放牢靠命量的令牌。算法中存在一种机制，以必然的速度往桶中放令牌。每次哀求挪用必要先获取令牌，只有拿到令牌，才有机遇继承执行，不然选择选择守候可用的令牌、可能直接拒绝。

放令牌这个举措是一连不绝的举办，假如桶中令牌数到达上限，就扬弃令牌，以是就存在这种环境，桶中一向有大量的可用令牌，这时进来的哀求就可以直接拿到令牌执行，好比配置 qps为 100 ，那么限流器初始化完成一秒后，桶中就已经有 100 个令牌了，这时处事还没完全启动好，等启动完成对外提供处事时，该限流器可以匹敌瞬时的 100 个哀求。以是，只有桶中没有令牌时，哀求才会举办守候，最后相等于以必然的速度执行。

实现思绪：可以 筹备一个行列，用来生涯令牌，其它通过一个线程池按期天生令牌放到行列中，每来一个哀求，就从行列中获取一个令牌，并继承执行。

漏桶 VS 令牌桶：两者首要区别在于“漏桶算法”可以或许强行限定数据的传输速度，而“令牌桶算法”在可以或许限定数据的均匀传输速度外，还应承某种水平的突发传输。在“令牌桶算法”中，只要令牌桶中存在令牌，那么就应承突发地传输数据直到到达用户设置的门限，以是它得当于具有突发特征的流量。

集群限流

Redis 哀求窗口

回收redis 的计时和计数方法,在划定的时刻窗口期,应承通过的最大哀求数目

好比为了限定某个资源被每个用户可能商户的会见次数，5s 只能会见 2 次，可能一天只能挪用 1000 次，这种需求，单机限流是无法实现的，这时就必要通过集群限流举办实现。

怎样实现?为了节制会见次数，必定必要一个计数器，并且这个计数器只能生涯在第三方处事，好比redis。

或许思绪Ｔ媚课有相干操纵的时辰，就向 redis 处事器发送一个 incr 呼吁，好比必要限定某个用户会见 /index 接口的次数，只必要拼接用户 id 和接口名天生 redis 的 key ，每次该用户会见此接口时，只必要对这个 key 执行 incr 呼吁，在这个 key 带上逾期时刻，就可以实现指按时刻的会见频率。

Nginx 限流

Nginx按哀求速度限速模块行使的是漏桶算法，即可以或许强行担保哀求的及时处理赏罚速率不会高出配置的阈值。

Nginx官方版本限定IP的毗连和并发别离有两个模块： - limit_req_zone 用来限定单元时刻内的哀求数，即速度限定,回收的漏桶算法 “leaky bucket”。 - limit_req_conn 用来限定统一时刻毗连数，即并发限定。

（编辑：河北网）

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