在現(xiàn)代 Web 應(yīng)用程序中珍逸，流量的突增是不可避免的僧免。為防止服務(wù)器被過多的請求壓垮，限流（Rate Limiting） 是一個至關(guān)重要的技術(shù)手段克伊。
本文將通過 Go 語言的 Gin 框架酥郭，演示如何使用漏桶算法和令牌桶算法來實現(xiàn) API 的限流。
限流的意義
限流的主要目的是保護系統(tǒng)資源愿吹，防止因請求量過大導致服務(wù)器崩潰不从。同時，它也能防止惡意用戶對系統(tǒng)的攻擊犁跪，確保服務(wù)的穩(wěn)定性和可用性椿息。
兩種常見的限流算法
- 漏桶算法（Leaky Bucket）
漏桶算法將請求視為水滴，水滴先進入桶中坷衍，然后以固定的速率從桶中流出寝优。如果請求的速率超過了桶的流出速率，多余的請求將會被丟棄枫耳。
這個算法的優(yōu)點很明顯乏矾，就是讓請求非常穩(wěn)定，但是缺點也很明顯迁杨，因為請求非常穩(wěn)定钻心，就不適于一些秒殺等一些可能在某一段時間會有洪峰流量的場景。不太好適情況控制流量的進入铅协。
- 令牌桶算法（Token Bucket）
令牌桶算法中捷沸，系統(tǒng)會以固定的速率向桶中加入令牌，每個請求需要獲取一個令牌才能執(zhí)行狐史。如果桶中沒有足夠的令牌痒给，請求將被拒絕。
代碼實現(xiàn)
在這個示例中骏全，我們將展示如何在 Gin 框架中應(yīng)用這兩種算法來實現(xiàn) API 的限流侈玄。
package main
import (
"fmt"
"net/http"
"time"
"github.com/gin-gonic/gin"
ratelimit2 "github.com/juju/ratelimit" // 令牌桶算法
ratelimit1 "go.uber.org/ratelimit" // 漏桶算法
)
func pingHandler(c *gin.Context) {
c.JSON(200, gin.H{
"message": "pong",
})
}
func pingHandler2(c *gin.Context) {
c.JSON(200, gin.H{
"message": "pong2",
})
}
// rateLimit1 使用漏桶算法來限制請求速率
func rateLimit1() func(ctx *gin.Context) {
// 漏桶算法，第一個參數(shù)為兩滴水滴之間的時間間隔吟温。
// 此時表示兩滴水之間的時間間隔是 100 納秒
rl := ratelimit1.New(100)
return func(ctx *gin.Context) {
// 嘗試取出水滴
if waitTime := rl.Take().Sub(time.Now()); waitTime > 0 {
fmt.Printf("需要等待 %v 秒，下一滴水才會滴下來\n", waitTime)
// 這里我們可以讓程序繼續(xù)等待突颊，也可以直接拒絕掉
// time.Sleep(waitTime)
ctx.String(http.StatusOK, "rate limit, try again later")
ctx.Abort()
return
}
// 證明可以繼續(xù)執(zhí)行
ctx.Next()
}
}
// rateLimit2 使用令牌桶算法來限制請求速率
func rateLimit2() func(ctx *gin.Context) {
// 令牌桶算法：第一個參數(shù)為每秒填充令牌的速率為多少
// 第二個參數(shù)為令牌桶的容量
// 這里表示每秒填充 10 個令牌
rl := ratelimit2.NewBucket(time.Second, 10)
return func(ctx *gin.Context) {
// 嘗試取出令牌
var num int64 = 1
// 這里表示需要 num 個令牌和已經(jīng)取出的令牌數(shù)是否相等
// 不相等鲁豪，則表示超過了限流
// 比如，假設(shè)每一個請求過來消耗2個令牌律秃，但是從桶中取出的令牌個數(shù)為 1 爬橡，那么則認為超過了限流（一般而言是一個請求消耗一個令牌，這里僅為舉例）
if rl.TakeAvailable(num) != num {
// 此次沒有取到令牌棒动，說明超過了限流
ctx.String(http.StatusOK, "rate limit, try again later")
ctx.Abort()
return
}
// 證明可以繼續(xù)執(zhí)行
ctx.Next()
}
}
func main() {
r := gin.Default()
// 漏桶算法限流
r.GET("/ping", rateLimit1(), pingHandler)
// 令牌桶算法限流
r.GET("/ping2", rateLimit2(), pingHandler2)
r.Run()
}
代碼解析
-
漏桶算法的實現(xiàn)（
rateLimit1函數(shù)）- 通過
go.uber.org/ratelimit包中的ratelimit.New方法創(chuàng)建了一個限流器糙申。 - 當請求速率超過限流器的處理能力時，請求將被拒絕船惨，并返回 "rate limit, try again later"柜裸。
- 通過
-
令牌桶算法的實現(xiàn)（
rateLimit2函數(shù)）- 使用
github.com/juju/ratelimit包實現(xiàn)了令牌桶算法缕陕。每秒填充一定數(shù)量的令牌到桶中。 - 如果桶中沒有足夠的令牌疙挺，請求將被拒絕扛邑。
- 使用
-
Gin 路由配置
- 在
main函數(shù)中，通過rateLimit1和rateLimit2中間件為/ping和/ping2路由分別設(shè)置了漏桶和令牌桶限流铐然。
- 在
總結(jié)
在本文中蔬崩，我們演示了如何在 Go 中使用漏桶算法和令牌桶算法實現(xiàn) API 的限流。
這些算法在高并發(fā)的 Web 服務(wù)中非常有用搀暑，可以有效防止服務(wù)被大量請求淹沒沥阳，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。希望通過這篇文章自点，您能更好地理解并應(yīng)用這些限流技術(shù)到您的項目中桐罕。
