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分布式接口限流实现

简介: 分布式接口限流实现

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## 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

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查看结果(这里使用了自定义异常)
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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

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