秒杀系统之二：接口限流(令牌桶和漏斗算法)

3. 接口限流

限流:是对某一时间窗口内的请求数进行限制，保持系统的可用性和稳定性，防止因流量暴增而导致的系统运行缓慢或宕机

3.1 接口限流

在面临高并发的抢购请求时，我们如果不对接口进行限流，可能会对后台系统造成极大的压力。大量的请求抢购成功时需要调用下单的接口，过多的请求打到数据库会对系统的稳定性造成影响。

3.2 如何解决接口限流

常用的限流算法有令牌桶和和漏桶(漏斗算法)，而Google开源项目Guava中的RateLimiter使用的就是令牌桶控制算法。在开发高并发系统时有三把利器用来保护系统：缓存、降级和限流

• 缓存：缓存的目的是提升系统访问速度和增大系统处理容量
• 降级：降级是当服务器压力剧增的情况下，根据当前业务情况及流量对一些服务和页面有策略的降级，以此释放服务器资源以保证核心任务的正常运行
• 限流：限流的目的是通过对并发访问/请求进行限速，或者对一个时间窗口内的请求进行限速来保护系统，一旦达到限制速率则可以拒绝服务、排队或等待、降级等处理。

3.3 令牌桶和漏斗算法

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• 漏斗算法:漏桶算法思路很简单，水（请求）先进入到漏桶里，漏桶以一定的速度出水，当水流入速度过大会直接溢出，可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。
• 令牌桶算法:最初来源于计算机网络。在网络传输数据时，为了防止网络拥塞，需限制流出网络的流量，使流量以比较均匀的速度向外发送。令牌桶算法就实现了这个功能，可控制发送到网络上数据的数目，并允许突发数据的发送。大小固定的令牌桶可自行以恒定的速率源源不断地产生令牌。如果令牌不被消耗，或者被消耗的速度小于产生的速度，令牌就会不断地增多，直到把桶填满。后面再产生的令牌就会从桶中溢出。最后桶中可以保存的最大令牌数永远不会超过桶的大小。这意味，面对瞬时大流量，该算法可以在短时间内请求拿到大量令牌，而且拿令牌的过程并不是消耗很大的事情。

3.4 令牌桶简单使用

1. 项目中引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>28.2-jre</version>
</dependency>

2. 令牌桶算法的基本使用

public class StockController {
    @Autowired
    private OrderService orderService;

    //创建令牌桶实例
    private RateLimiter rateLimiter =  RateLimiter.create(40);

    @GetMapping("sale")
    public String sale(Integer id){
        //1.没有获取到token请求一直知道获取到token 令牌
        //log.info("等待的时间: "+  rateLimiter.acquire());

        //2.设置一个等待时间,如果在等待的时间内获取到了token 令牌,则处理业务,如果在等待时间内没有获取到响应token则抛弃
        if(!rateLimiter.tryAcquire(2, TimeUnit.SECONDS)){
            System.out.println("当前请求被限流,直接抛弃,无法调用后续秒杀逻辑....");
            return "抢购失败!";
        }
        System.out.println("处理业务.....................");
        return "抢购成功";
    }
}

3.5使用令牌桶算法实现乐观锁+限流

1. 使用令牌桶改造controller实现乐观锁+限流

 //开发一个秒杀方法 乐观锁防止超卖+ 令牌桶算法限流
    @GetMapping("killtoken")
    public String killtoken(Integer id){
        System.out.println("秒杀商品的id = " + id);
        //加入令牌桶的限流措施
        if(!rateLimiter.tryAcquire(3, TimeUnit.SECONDS)){
            log.info("抛弃请求: 抢购失败,当前秒杀活动过于火爆,请重试");
            return "抢购失败,当前秒杀活动过于火爆,请重试!";
        }
        try {
            //根据秒杀商品id 去调用秒杀业务
            int orderId = orderService.kill(id);
            return "秒杀成功,订单id为: " + String.valueOf(orderId);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
            return e.getMessage();
        }
    }

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