服务限流算法
1.计数器算法
它是限流算法中最简单最容易的一种算法,比如我们要求某一个接口,1分钟内的请求不能超过10次,我们可以在开始时设置一个计数器,每次请求,该计数器+1;如果该计数器的值大于10并且与第一次请求的时间间隔在1分钟内,那么说明请求过多,如果该请求与第一次请求的时间间隔大于1分钟,并且该计数器的值还在限流范围内,那么重置该计数器
2.令牌桶算法
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使用RateLimiter实现令牌桶限流
RateLimiter是guava提供的基于令牌桶算法的实现类,可以非常简单的完成限流特技,并且根据系统的实际情况来调整生成token的速率。通常可应用于抢购限流防止冲垮系统;限制某接口、服务单位时间内的访问量,譬如一些第三方服务会对用户访问量进行限制;限制网速,单位时间内只允许上传下载多少字节等。
3.漏桶算法
一个固定容量的漏桶,按照常量固定速率流出水滴;
如果桶是空的,则不需流出水滴;
可以以任意速率流入水滴到漏桶;
如果流入水滴超出了桶的容量,则流入的水滴溢出了(被丢弃),而漏桶容量是不变的。
令牌桶和漏桶对比:
令牌桶是按照固定速率往桶中添加令牌,请求是否被处理需要看桶中令牌是否足够,当令牌数减为零时则拒绝新的请求;
漏桶则是按照常量固定速率流出请求,流入请求速率任意,当流入的请求数累积到漏桶容量时,则新流入的请求被拒绝;
4、应用级限流
限流总并发/连接/请求数
对于一个应用系统来说一定会有极限并发/请求数,即总有一个TPS/QPS阀值,如果超了阀值则系统就会不响应用户请求或响应的非常慢,因此我们最好进行过载保护,防止大量请求涌入击垮系统。
如果你使用过Tomcat,其Connector其中一种配置有如下几个参数:
acceptCount:如果Tomcat的线程都忙于响应,新来的连接会进入队列排队,如果超出排队大小,则拒绝连接;
maxConnections:瞬时最大连接数,超出的会排队等待;
maxThreads:Tomcat能启动用来处理请求的最大线程数,如果请求处理量一直远远大于最大线程数则可能会僵死。
详细的配置请参考官方文档。另外如MySQL(如max_connections)、Redis(如tcp-backlog)都会有类似的限制连接数的配置。
限流总资源数
如果有的资源是稀缺资源(如数据库连接、线程),而且可能有多个系统都会去使用它,那么需要限制应用;可以使用池化技术来限制总资源数:连接池、线程池。比如分配给每个应用的数据库连接是100,那么本应用最多可以使用100个资源,超出了可以等待或者抛异常。
限流某个接口的总并发/请求数
如果接口可能会有突发访问情况,但又担心访问量太大造成崩溃,如抢购业务;这个时候就需要限制这个接口的总并发/请求数总请求数了;因为粒度比较细,可以为每个接口都设置相应的阀值。可以使用Java中的AtomicLong进行限流:
适合对业务无损的服务或者需要过载保护的服务进行限流,如抢购业务,超出了大小要么让用户排队,要么告诉用户没货了,对用户来说是可以接受的。而一些开放平台也会限制用户调用某个接口的试用请求量,也可以用这种计数器方式实现。这种方式也是简单粗暴的限流,没有平滑处理,需要根据实际情况选择使用;
限流某个接口的时间窗请求数
【服务限流算法】即一个时间窗口内的请求数,如想限制某个接口/服务每秒/每分钟/每天的请求数/调用量。如一些基础服务会被很多其他系统调用,比如商品详情页服务会调用基础商品服务调用,但是怕因为更新量比较大将基础服务打挂,这时我们要对每秒/每分钟的调用量进行限速;一种实现方式如下所示:
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