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SpringBoot如何使用RateLimiter通過AOP方式進行限流

 更新時間：2022年06月07日 11:18:40   作者：yellow_han  
這篇文章主要介紹了SpringBoot如何使用RateLimiter通過AOP方式進行限流，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

使用RateLimiter通過AOP方式進行限流

1、引入依賴

<!-- guava 限流 -->
<dependency>
?? ? <groupId>com.google.guava</groupId>
?? ? <artifactId>guava</artifactId>
?? ? <version>25.1-jre</version>
</dependency>

2、自定義注解

@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD}) ? ?
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) ? ?
@Documented ? ?
public ?@interface ServiceLimit {?
?? ? String description() ?default "";
}

3、AOP實現(xiàn)類

@Component
@Scope
@Aspect
public class LimitAspect {
?? ?每秒只發(fā)出5個令牌，此處是單進程服務(wù)的限流,內(nèi)部采用令牌捅算法實現(xiàn)
?? ?private static ? RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(5.0);
?? ?
?? ?//Service層切點 ?限流
?? ?@Pointcut("@annotation(com.itstyle.seckill.common.aop.ServiceLimit)") ?
?? ?public void ServiceAspect() {
?? ??? ?
?? ?}
?? ?
? ? @Around("ServiceAspect()")
? ? public ?Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {?
? ? ?? ?Boolean flag = rateLimiter.tryAcquire();
? ? ?? ?Object obj = null;
?? ??? ?try {
?? ??? ??? ?if(flag){
?? ??? ??? ??? ?obj = joinPoint.proceed();
?? ??? ??? ?}
?? ??? ?} catch (Throwable e) {
?? ??? ??? ?e.printStackTrace();
?? ??? ?}?
? ? ?? ?return obj;
? ? }?
}

4、使用

@Override
@ServiceLimit
@Transactional
?? ?public Result startSeckil(long seckillId,long userId) {
?? ??? ?//todo 操作
?? ?}

SpringBoot之限流

限流的基礎(chǔ)算法

令牌桶和漏桶

  • 漏桶算法 的實現(xiàn)往往依賴于隊列，請求到達如果隊列未滿則直接放入隊列，然后有一個處理器按照固定頻率從隊列頭取出請求進行處理。如果請求量大，則會導(dǎo)致隊列滿，那么新來的請求就會被拋棄。
  • 令牌桶算法 則是一個存放固定容量令牌的桶，按照固定速率往桶里添加令牌。桶中存放的令牌數(shù)有最大上限，超出之后就被丟棄或者拒絕。當(dāng)流量或者網(wǎng)絡(luò)請求到達時，每個請求都要獲取一個令牌，如果能夠獲取到，則直接處理，并且令牌桶刪除一個令牌。如果獲取不到，該請求就要被限流，要么直接丟棄，要么在緩沖區(qū)等待。

令牌桶和漏桶對比

  • 令牌桶是按照固定速率往桶中添加令牌，請求是否被處理需要看桶中令牌是否足夠，當(dāng)令牌數(shù)減為零時則拒絕新的請求；漏桶則是按照常量固定速率流出請求，流入請求速率任意，當(dāng)流入的請求數(shù)累積到漏桶容量時，則新流入的請求被拒絕；
  • 令牌桶限制的是平均流入速率，允許突發(fā)請求，只要有令牌就可以處理，支持一次拿3個令牌，4個令牌；漏桶限制的是常量流出速率，即流出速率是一個固定常量值，比如都是1的速率流出，而不能一次是1，下次又是2，從而平滑突發(fā)流入速率；
  • 令牌桶允許一定程度的突發(fā)，而漏桶主要目的是平滑流出速率；

Guava RateLimiter

1.依賴

<dependency>
? ? <groupId>com.google.guava</groupId>
? ? <artifactId>guava</artifactId>
? ? <version>28.1-jre</version>
? ? <optional>true</optional>
</dependency>

2.示例代碼 

@Slf4j
@Configuration
public class RequestInterceptor implements HandlerInterceptor {
    // 根據(jù)字符串分不同的令牌桶, 每天自動清理緩存
    private static LoadingCache<String, RateLimiter> cachesRateLimiter = CacheBuilder.newBuilder()
            .maximumSize(1000)  //設(shè)置緩存?zhèn)€數(shù)
            /**
             * expireAfterWrite是在指定項在一定時間內(nèi)沒有創(chuàng)建/覆蓋時，會移除該key，下次取的時候從loading中取
             * expireAfterAccess是指定項在一定時間內(nèi)沒有讀寫，會移除該key，下次取的時候從loading中取
             * refreshAfterWrite是在指定時間內(nèi)沒有被創(chuàng)建/覆蓋，則指定時間過后，再次訪問時，會去刷新該緩存，在新值沒有到來之前，始終返回舊值
             * 跟expire的區(qū)別是，指定時間過后，expire是remove該key，下次訪問是同步去獲取返回新值；
             * 而refresh則是指定時間后，不會remove該key，下次訪問會觸發(fā)刷新，新值沒有回來時返回舊值
             */
            .expireAfterAccess(1, TimeUnit.HOURS)
            .build(new CacheLoader<String, RateLimiter>() {
                @Override
                public RateLimiter load(String key) throws Exception {
                    // 新的字符串初始化 (限流每秒2個令牌響應(yīng))
                    return RateLimiter.create(2);
                }
            });
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler)
            throws Exception {
        log.info("request請求地址path[{}] uri[{}]", request.getServletPath(), request.getRequestURI());
        try {
            String str = "hello";
            // 令牌桶
            RateLimiter rateLimiter = cachesRateLimiter.get(str);
            if (!rateLimiter.tryAcquire()) {
                System.out.println("too many requests.");
                return false;
            }
        } catch (Exception e) {
            // 解決攔截器的異常，全局異常處理器捕獲不到的問題
            request.setAttribute("exception", e);
            request.getRequestDispatcher("/error").forward(request, response);
        }
        return true;
    }
}

3.測試

@RestController
@RequestMapping(value = "user")
public class UserController {
    @GetMapping
    public Result test2(){
        System.out.println("1111");
        return new Result(true,200,"");
    }
}

http://localhost:8080/user/

如果沒有result類，自己可以隨便返回個字符串

4.測試結(jié)果

其他

創(chuàng)建

RateLimiter提供了兩個工廠方法：

  • 一個是平滑突發(fā)限流
RateLimiter r = RateLimiter.create(5); //項目啟動，直接允許5個令牌
  • 一個是平滑預(yù)熱限流
RateLimiter r = RateLimiter.create(2, 3, TimeUnit.SECONDS); //項目啟動后3秒后才會到達設(shè)置的2個令牌

缺點

RateLimiter只能用于單機的限流，如果想要集群限流，則需要引入redis或者阿里開源的sentinel中間件。

TimeUnit.SECONDS);` //項目啟動后3秒后才會到達設(shè)置的2個令牌

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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