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Django REST framework 限流功能的使用

 更新時(shí)間:2021年06月24日 08:57:08   作者:火腿蛋炒飯  
DRF常用功能的案例基本用法都有講解,關(guān)于限流(Throttling)這個(gè)功能其實(shí)在真實(shí)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中能真正用到的其實(shí)不算多。今天說這個(gè)話題其實(shí)一方面是討論功能,另一方面也是希望換個(gè)角度去審視我們的開發(fā)過程,希望大家可以在使用DRF功能的同時(shí),也了解一下功能背后的實(shí)現(xiàn)

正文開始

先說一個(gè)限流這個(gè)概念,最早接觸這個(gè)概念是在前端。真實(shí)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景是在搜索框中輸入文字進(jìn)行搜索時(shí),并不希望每輸一個(gè)字符都去調(diào)用后端接口,而是有停頓后才真正的調(diào)用接口。這個(gè)功能很有必要,一方面減少前端請(qǐng)求與渲染的壓力,同時(shí)減輕后端接口訪問的壓力。類似前端的功能的代碼如下:

// 前端函數(shù)限流示例
function throttle(fn, delay) {
    var timer;
    return function () {
        var _this = this;
        var args = arguments;
        if (timer) {
            return;
        }
        timer = setTimeout(function () {
            fn.apply(_this, args);
            timer = null;
        }, delay)
    }
}

但是后端的限流從目的上來說與前端類似,但是實(shí)現(xiàn)上會(huì)有所不同,讓我們看看 DRF 的限流。

1. DRF 中的限流

項(xiàng)目配置

# demo/settings.py

REST_FRAMEWORK = {
    # ...
    'DEFAULT_THROTTLE_CLASSES': (
        'rest_framework.throttling.AnonRateThrottle',
        'rest_framework.throttling.UserRateThrottle',
         'rest_framework.throttling.ScopedRateThrottle',
    ),
    'DEFAULT_THROTTLE_RATES': {
        'anon': '10/day',
        'user': '2/day'
    },
}

# article/views.py

# 基于ViewSet的限流
class ArticleViewSet(viewsets.ModelViewSet, ExceptionMixin):
    """
    允許用戶查看或編輯的API路徑。
    """
    queryset = Article.objects.all()
    # 使用默認(rèn)的用戶限流
    throttle_classes = (UserRateThrottle,)
    serializer_class = ArticleSerializer

# 基于view的限流
@throttle_classes([UserRateThrottle])

因?yàn)槲遗渲玫挠脩裘刻熘荒苷?qǐng)求兩次,所以在請(qǐng)求第三次之后就會(huì)給出 429 Too Many Requests的異常,具體的異常信息為下一次可用時(shí)間為 86398 秒后。

2. 限流進(jìn)階配置

上述演示的限流配置適用于對(duì)用戶的限流,比如我換個(gè)用戶繼續(xù)訪問,依然是有兩次的機(jī)會(huì)。

$ curl -H 'Accept: application/json; indent=4' -u root:root   http://127.0.0.1:8000/api/article/1/ 
{
    "id": 1,
    "creator": "admin",
    "tag": "現(xiàn)代詩(shī)",
    "title": "如果",
    "content": "今生今世 永不再將你想起\n除了\n除了在有些個(gè)\n因落淚而濕潤(rùn)的夜里 如果\n如果你愿意"
}

分別介紹一下三種限流類

  • AnonRateThrottle 適用于任何用戶對(duì)接口訪問的限制
  • UserRateThrottle 適用于請(qǐng)求認(rèn)證結(jié)束后對(duì)接口訪問的限制
  • ScopedRateThrottle 適用于對(duì)多個(gè)接口訪問的限制

所以三種不同的類適用于不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,具體使用根據(jù)不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景選擇,通過配置相對(duì)應(yīng) scope 的頻率的配置就可以達(dá)到預(yù)期的效果。

3. 限流思路分析

試想一下如果是你編碼實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求應(yīng)該怎么實(shí)現(xiàn)?

其實(shí)這個(gè)功能不難,核心的參數(shù)就是 時(shí)間、次數(shù)、使用范圍,下面演示對(duì)函數(shù)調(diào)用次數(shù)的限制。

from functools import wraps

TOTAL_RATE = 2

FUNC_SCOPE = ['test', 'test1']


def rate_count(func):
    func_num = {
        # 需要注意函數(shù)名不能重復(fù)
        func.__name__: 0
    }

    @wraps(func)
    def wrapper():
        if func.__name__ in FUNC_SCOPE:
            if func_num[func.__name__] >= TOTAL_RATE:
                raise Exception(f"{func.__name__}函數(shù)調(diào)用超過設(shè)定次數(shù)")
            result = func()
            func_num[func.__name__] += 1
            print(f" 函數(shù) {func.__name__} 調(diào)用次數(shù)為: {func_num[func.__name__]}")
            return result
        else:
            # 不在計(jì)數(shù)限制的函數(shù)不受限制
            return func()

    return wrapper


@rate_count
def test1():
    pass


@rate_count
def test2():
    print("test2")
    pass


if __name__ == "__main__":
    try:
        test2()
        test2()
        test1()
        test1()
        test1()
    except Exception as e:
        print(e)
    test2()
    test2()
    
"""
test2
test2
 函數(shù) test1 調(diào)用次數(shù)為: 1
 函數(shù) test1 調(diào)用次數(shù)為: 2
test1函數(shù)調(diào)用超過設(shè)定次數(shù)
test2
test2
"""

這里實(shí)現(xiàn)了對(duì)函數(shù)調(diào)用次數(shù)的監(jiān)控同時(shí)設(shè)置了能夠使用該功能的函數(shù)。當(dāng)函數(shù)調(diào)用次數(shù)超過設(shè)定閥值久拋出異常。只是這里沒有對(duì)時(shí)間做限制。

4. 源碼分析

剛才分析了如何實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)調(diào)用次數(shù)的限制,對(duì)于一個(gè)請(qǐng)求來說可能會(huì)復(fù)雜一點(diǎn),下面就看看 DRF 如何實(shí)現(xiàn)的:

class SimpleRateThrottle(BaseThrottle):
   
    # ......
    
    def allow_request(self, request, view):
        """
        Implement the check to see if the request should be throttled.

        On success calls `throttle_success`.
        On failure calls `throttle_failure`.
        """
        if self.rate is None:
            return True

        self.key = self.get_cache_key(request, view)
        if self.key is None:
            return True

        self.history = self.cache.get(self.key, [])
        self.now = self.timer()

        # 根據(jù)設(shè)置時(shí)間的限制改變請(qǐng)求次數(shù)的緩存
        while self.history and self.history[-1] <= self.now - self.duration:
            self.history.pop()
        # 核心邏輯就是這里判斷請(qǐng)求次數(shù)
        if len(self.history) >= self.num_requests:
            return self.throttle_failure()
        return self.throttle_success()
    
    # ......
    
class UserRateThrottle(SimpleRateThrottle):
    """
    Limits the rate of API calls that may be made by a given user.

    The user id will be used as a unique cache key if the user is
    authenticated.  For anonymous requests, the IP address of the request will
    be used.
    """
    scope = 'user'

    def get_cache_key(self, request, view):
        if request.user.is_authenticated:
            ident = request.user.pk
        else:
            # 考慮到用戶沒有認(rèn)證的情況 與 AnonRateThrottle 中 key 一致
            ident = self.get_ident(request)
        # 根據(jù)設(shè)置的范圍構(gòu)建緩存的 key
        return self.cache_format % {
            'scope': self.scope,
            'ident': ident
        }

綜上所述:

  • 核心的判斷邏輯依舊是緩存中獲取每個(gè)用戶調(diào)用次數(shù),根據(jù)范圍與時(shí)間判斷是否超過設(shè)置定的閥值。
  • 不同類型的限流,在緩存 key 的設(shè)計(jì)上會(huì)有區(qū)別,默認(rèn)的 key 為請(qǐng)求中REMOTE_ADDR。

5. 其它注意事項(xiàng)

  • 因?yàn)檫@里的實(shí)現(xiàn)用到緩存,所以需要注意在多實(shí)例部署的情況下需要配置統(tǒng)一的緩存服務(wù)(默認(rèn)的緩存為 Django 基于內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的)。
  • 緩存服務(wù)的重啟可能會(huì)導(dǎo)致已有的計(jì)數(shù)清零,如果有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)邏輯需要,還請(qǐng)自己實(shí)現(xiàn)限流的邏輯。
  • 如果是自定義的用戶表,需要重寫緩存中 get_cache_key 的邏輯。
  • 如果需要統(tǒng)計(jì)分析用戶被限流情況也是需要重新設(shè)計(jì)限流的邏輯。
  • 限流的邏輯在生產(chǎn)環(huán)境中慎用,因?yàn)闀?huì)限制用戶使用產(chǎn)品,對(duì)用戶不夠友好。

參考資料

DRF 限流
Django 緩存

以上就是Django REST framework 限流功能的使用的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Django REST framework 限流功能的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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