几种限流技术

Java基础

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2019-5-25

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就秒杀接口来说,当访问频率或者并发请求超过其承受范围的时候,这时候我们就要考虑限流来保证接口的可用性,以防止非预期的请求对系统压力过大而引起的系统瘫痪。通常的策略就是拒绝多余的访问,或者让多余的访问排队等待服务。下面是几种常见的限流技术

一、限流算法
常用的限流算法有:令牌桶,漏桶
1.令牌桶
令牌桶算法是网络流量整形和速率限制中最常使用的一种算法。典型情况下,令牌桶算法用来控制发送到网络上的数据的数目,并允许突发数据的发送。

在秒杀活动中,用户的请求速率是不固定的,这里我们假定为10r/s,令牌按照5个每秒的速率放入令牌桶,桶中最多存放20个令牌。仔细想想,是不是总有那么一部分请求被丢弃。
2.漏桶
漏桶算法的主要目的是控制数据注入到网络的速率,平滑网络上的突发流量。漏桶算法提供了一种机制,通过它,突发流量可以被整形以便为网络提供一个稳定的流量

二、应用限流
Tomcat
在Tomcat容器中,我们可以通过自定义线程池,配置最大连接数,请求处理队列等参数来达到限流的目的。
Tomcat默认使用自带的连接池,这里我们也可以自定义实现,打开/conf/server.xml文件,在Connector之前配置一个线程池:

name:共享线程池的名字。这是Connector为了共享线程池要引用的名字,该名字必须唯一。默认值:None;
namePrefix:在JVM上,每个运行线程都可以有一个name 字符串。这一属性为线程池中每个线程的name字符串设置了一个前缀,Tomcat将把线程号追加到这一前缀的后面。默认值:tomcat-exec-;
maxThreads:该线程池可以容纳的最大线程数。默认值:200;
maxIdleTime:在Tomcat关闭一个空闲线程之前,允许空闲线程持续的时间(以毫秒为单位)。只有当前活跃的线程数大于minSpareThread的值,才会关闭空闲线程。默认值:60000(一分钟)。
minSpareThreads:Tomcat应该始终打开的最小不活跃线程数。默认值:25。
配置Connector

• executor:表示使用该参数值对应的线程池;
• minProcessors:服务器启动时创建的处理请求的线程数;
• maxProcessors:最大可以创建的处理请求的线程数;
• acceptCount:指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时,可以放到处理队列中的请求数,超过这个数的请求将不予处理。

三、API限流
秒杀活动中,接口的请求量会是平时的数百倍甚至数千倍,从而有可能导致接口不可用,并引发连锁反应导致整个系统崩溃,甚至有可能会影响到其它服务。
那么如何应对这种突然事件呢?这里我们采用开源工具包guava提供的限流工具类RateLimiter进行API限流,该类基于”令牌桶算法”,开箱即用。

自定义定义注解

自定义切面

四、分布式限流

Nginx
如何使用Nginx实现基本的限流,比如单个IP限制每秒访问50次。通过Nginx限流模块,我们可以设置一旦并发连接数超过我们的设置,将返回503错误给客户端。

配置说明
imit_conn_zone
是针对每个IP定义一个存储session状态的容器。这个示例中定义了一个100m的容器,按照32bytes/session,可以处理3200000个session。

limit_rate 300k;
对每个连接限速300k. 注意,这里是对连接限速,而不是对IP限速。如果一个IP允许两个并发连接,那么这个IP就是限速limit_rate×2。

burst=5;
这相当于桶的大小,如果某个请求超过了系统处理速度,会被放入桶中,等待被处理。如果桶满了,那么抱歉,请求直接返回503,客户端得到一个服务器忙的响应。如果系统处理请求的速度比较慢,桶里的请求也不能一直待在里面,如果超过一定时间,也是会被直接退回,返回服务器忙的响应。

作者:无厘头