参考思路:限流算法常用的几种实现方式有如下四种:计数器、滑动窗口、漏桶和令牌桶;
● 计数器:
○ 思想:在固定时间窗口内对请求进行计数,与阀值进行比较判断是否需要限流,一旦到了时间临界点,将计数器清零。
○ 问题:计数器算法存在“时间临界点”缺陷。比如每一分钟限制100个请求,可以在00:00:00-00:00:58秒里面都没有请求,在00:00:59瞬间发送100个请求,这个对于计数器算法来是允许的,然后在00:01:00再次发送100个请求,意味着在短短1s内发送了200个请求,如果量更大呢,系统可能会承受不住瞬间流量,导致系统崩溃
● 滑动窗口:
○ 思想:滑动窗口算法将一个大的时间窗口分成多个小窗口,每次大窗口向后滑动一个小窗口,并保证大的窗口内流量不会超出最大值,这种实现比固定窗口的流量曲线更加平滑。
○ 问题:没有根本解决固定窗口算法的临界突发流量问题
● 漏桶:
○ 思想:漏桶算法是首先想象有一个木桶,桶的容量是固定的。当有请求到来时先放到木桶中,处理请求的worker以固定的速度从木桶中取出请求进行相应。如果木桶已经满了,直接返回请求频率超限的错误码或者页面
○ 适用场景:漏桶算法是流量最均匀的限流实现方式,一般用于流量“整形”。例如保护数据库的限流,先把对数据库的访问加入到木桶中,worker再以db能够承受的qps从木桶中取出请求,去访问数据库。
○ 问题:木桶流入请求的速率是不固定的,但是流出的速率是恒定的。这样的话能保护系统资源不被打满,但是面对突发流量时会有大量请求失败,不适合电商抢购和微博出现热点事件等场景的限流。
● 令牌桶:
○ 思想:令牌桶是反向的"漏桶",它是以恒定的速度往木桶里加入令牌,木桶满了则不再加入令牌。服务收到请求时尝试从木桶中取出一个令牌,如果能够得到令牌则继续执行后续的业务逻辑。如果没有得到令牌,直接返回访问频率超限的错误码或页面等,不继续执行后续的业务逻辑。
○ 适用场景:适合电商抢购或者微博出现热点事件这种场景,因为在限流的同时可以应对一定的突发流量。如果采用漏桶那样的均匀速度处理请求的算法,在发生热点时间的时候,会造成大量的用户无法访问,对用户体验的损害比较大。