分布式接口限流实现

本文涉及的产品
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
简介: 分布式接口限流实现

@[toc]
## 为什么要接口限流

  • 在我们项目开发过程中,有些接口是暴露在用户的常用中,包括一些高危接口,如 (支付,开发票,订单),这些接口 都是高危接口,且被用户经常使用,在高并发的情况下,io阻塞,不可避免的出现重复提交,或者点击频繁的操作,所以我们就要加入限流,避免用户多次点击,减少我们接口的压力,把整数据不会重复,接口压力减小

为什么要做分布式

  • 在我们做项目负载均衡的时候, 分布式,微服务架构的时候,不可避免的多个节点,这个时候我们就要考虑会被随机分配到各个节点,如果 我们使用 令牌桶 或者 漏斗桶 算法到话,存到 本地,各个节点不会共享,所以
    我们要考虑模块,节点间的共享

实现方式

1. 算法实现(无分布式,单体架构,单节点)

  1. 自定义注解
package com.yxl.annotation;

import org.springframework.core.annotation.AliasFor;

import java.lang.annotation.*;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * <p>
 * 限流注解,
 * </p>
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RateLimiter {

    int NOT_LIMITED = 0;

    /**
     * qps
     */
    @AliasFor("qps") double value() default NOT_LIMITED;

    /**
     * qps
     */
    @AliasFor("value") double qps() default NOT_LIMITED;

    /**
     * 超时时长
     */
    int timeout() default 0;

    /**
     * 超时时间单位
     */
    TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;

}
  1. AOP实现切面 + 令牌桶算法实现
package com.yxl.aspect;

import com.yxl.annotation.RateLimiter;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.core.annotation.AnnotationUtils;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;


/**
 * <p>
 * 限流切面
 * </p>
 *
 * @author yxl
 * @date Created in 2019/9/12 14:27
 */
@Slf4j
@Aspect
@Component
public class RateLimiterAspect {
    private static final ConcurrentMap<String, com.google.common.util.concurrent.RateLimiter> RATE_LIMITER_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();

    @Pointcut("@annotation(com.yxl.annotation.RateLimiter)")
    public void rateLimit() {

    }

    @Around("rateLimit()")
    public Object pointcut(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
        MethodSignature signature = (MethodSignature) point.getSignature();
        Method method = signature.getMethod();
        // 通过 AnnotationUtils.findAnnotation 获取 RateLimiter 注解
        RateLimiter rateLimiter = AnnotationUtils.findAnnotation(method, RateLimiter.class);
        if (rateLimiter != null && rateLimiter.qps() > RateLimiter.NOT_LIMITED) {
            double qps = rateLimiter.qps();
            if (RATE_LIMITER_CACHE.get(method.getName()) == null) {
                // 初始化 QPS
                RATE_LIMITER_CACHE.put(method.getName(), com.google.common.util.concurrent.RateLimiter.create(qps));
            }

            log.debug("【{}】的QPS设置为: {}", method.getName(), RATE_LIMITER_CACHE.get(method.getName()).getRate());
            // 尝试获取令牌
            if (RATE_LIMITER_CACHE.get(method.getName()) != null && !RATE_LIMITER_CACHE.get(method.getName()).tryAcquire(rateLimiter.timeout(), rateLimiter.timeUnit())) {
                throw new RuntimeException("手速太快了,慢点儿吧~");
            }
        }
        return point.proceed();
    }
}

使用方式

在这里插入图片描述

查看结果(这里使用了自定义异常)
在这里插入图片描述

2. 分布式实现

package com.yxzapp.annotation;

import org.springframework.core.annotation.AliasFor;

import java.lang.annotation.*;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * <p>
 * 限流注解,
 * </p>
 */
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RateLimiter {

    int NOT_LIMITED = 0;

    /**
     * 类名
     * @return
     */
    String className() default "";

    /**
     * qps
     */
    @AliasFor("qps") double value() default NOT_LIMITED;

    /**
     * qps
     */
    @AliasFor("value") double qps() default NOT_LIMITED;

    /**
     * 限流时间
     */
    int timeout() default 0;

    /**
     * 超时时间单位
     */
    TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;

}

使用 AOP + redis 实现

package com.yxzapp.aspect;


import com.yxzapp.annotation.RateLimiter;
import com.yxzapp.commons.constant.MessageConstant;
import com.yxzapp.exception.BizException;
import com.yxzapp.modules.sys.entity.SysUser;
import com.yxzapp.utils.RedisUtils;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.shiro.SecurityUtils;
import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.aspectj.lang.reflect.MethodSignature;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.core.annotation.AnnotationUtils;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.context.request.RequestContextHolder;
import org.springframework.web.context.request.ServletRequestAttributes;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;


/**
 * <p>
 * 限流切面
 * </p>
 *
 * @author yxl
 * @date  2020/6/19
 */
@Slf4j
@Aspect
@Component
public class RateLimiterAspect {

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;

    @Pointcut("@annotation(com.yxzapp.annotation.RateLimiter)")
    public void rateLimit() {

    }

    @Around("rateLimit()")
    public Object pointcut(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
        MethodSignature signature = (MethodSignature) point.getSignature();
        Method method = signature.getMethod();
        Class aClass = signature.getClass();

        // 获取方法上的@RateLimiter注解
        RateLimiter rateLimiter = AnnotationUtils.findAnnotation(method, RateLimiter.class);
    
        if (rateLimiter != null && rateLimiter.qps() > RateLimiter.NOT_LIMITED) {
            //获取qps
            double qps = rateLimiter.qps();
            
            String key = "RateLimiter:" rateLimiter.className() + +':'+ method.getName();
            if(!redisUtils.hasKey(key)){
                redisUtils.setMillisecond(key,rateLimiter.qps(),rateLimiter.timeout());
            }else if(redisUtils.get(key) != null) {
                throw new BizException(MessageConstant.MSG_STATUS,"手速太快了,慢点儿吧~");
            }

            log.debug("【{}】的QPS设置为: {}", key, redisUtils.get(key));

        }
        return point.proceed();
    }
}

使用方式

在这里插入图片描述
查看结果 (这里使用了自定义异常)
在这里插入图片描述

相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore &nbsp; &nbsp; ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库&nbsp;ECS 实例和一台目标数据库&nbsp;RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&amp;RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
8月前
|
应用服务中间件 nginx
分布式限流
分布式限流
62 1
|
8月前
|
NoSQL Cloud Native 算法
🤔为什么分布式限流会出现不均衡的情况?
🤔为什么分布式限流会出现不均衡的情况?
|
29天前
|
设计模式 存储 算法
分布式系统架构5:限流设计模式
本文是小卷关于分布式系统架构学习的第5篇,重点介绍限流器及4种常见的限流设计模式:流量计数器、滑动窗口、漏桶和令牌桶。限流旨在保护系统免受超额流量冲击,确保资源合理分配。流量计数器简单但存在边界问题;滑动窗口更精细地控制流量;漏桶平滑流量但配置复杂;令牌桶允许突发流量。此外,还简要介绍了分布式限流的概念及实现方式,强调了限流的代价与收益权衡。
75 11
|
1月前
|
分布式计算 大数据 数据处理
技术评测:MaxCompute MaxFrame——阿里云自研分布式计算框架的Python编程接口
随着大数据和人工智能技术的发展,数据处理的需求日益增长。阿里云推出的MaxCompute MaxFrame(简称“MaxFrame”)是一个专为Python开发者设计的分布式计算框架,它不仅支持Python编程接口,还能直接利用MaxCompute的云原生大数据计算资源和服务。本文将通过一系列最佳实践测评,探讨MaxFrame在分布式Pandas处理以及大语言模型数据处理场景中的表现,并分析其在实际工作中的应用潜力。
83 2
|
5月前
|
存储 NoSQL 算法
Go 分布式令牌桶限流 + 兜底保障
Go 分布式令牌桶限流 + 兜底保障
|
5月前
|
SQL 索引
分布式之接口幂等性
分布式之接口幂等性
55 2
|
6月前
|
存储 缓存 NoSQL
高并发架构设计三大利器:缓存、限流和降级问题之Redis用于搭建分布式缓存集群问题如何解决
高并发架构设计三大利器:缓存、限流和降级问题之Redis用于搭建分布式缓存集群问题如何解决
115 1
|
8月前
|
存储 缓存 算法
【专栏】探讨分布式限流所面临的挑战以及目前业界常用的解决方案
【4月更文挑战第27天】在互联网时代,分布式限流是应对高并发、保护系统稳定的关键。它面临数据一致性、算法准确性和系统可扩展性的挑战。常见限流算法有令牌桶、漏桶和滑动窗口。解决方案包括使用分布式存储同步状态、结合多种算法及动态调整阈值。定期压力测试确保策略有效性。随着系统规模增长,限流技术将持续发展,理解并应用限流原理对保障服务质量至关重要。
169 3
|
8月前
|
XML 安全 Java
【分布式技术专题】「单点登录技术架构」一文带领你好好对接对应的Okta单点登录实现接口服务的实现落地
【分布式技术专题】「单点登录技术架构」一文带领你好好对接对应的Okta单点登录实现接口服务的实现落地
392 0
|
8月前
|
负载均衡 算法
分布式限流:避免流控失控的关键问题
在当今高并发互联网环境下,分布式系统中的限流机制显得尤为重要。然而,分布式限流也面临着一系列挑战和问题。本文将探讨分布式限流中需要注意的关键问题,并提供相应解决方案,以确保流控策略的有效实施。

热门文章

最新文章