nginx限流

nginx限流简述

一般情况下，首页的并发量是比较大的，即使有了多级缓存，当用户不停的刷新页面的时候，也是没有必要的，另外如果有恶意的请求大量达到，也会对系统造成影响。而限流就是保护措施之一。

生活中限流对比

水坝泄洪，通过闸口限制洪水流量（控制流量速度）。

办理银行业务：所有人先领号，各窗口叫号处理。每个窗口处理速度根据客户具体业务而定，所有人排队等待叫号即可。若快下班时，告知客户明日再来(拒绝流量)

火车站排队买票安检，通过排队 的方式依次放入。（缓存带处理任务）

nginx的限流

nginx提供两种限流的方式：

控制速率

控制并发连接数

控制速率

控制速率的方式之一就是采用漏桶算法。

1)漏桶算法实现控制速率限流

漏桶(Leaky Bucket)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(接口有响应速率),当水流入速度过大会直接溢出(访问频率超过接口响应速率),然后就拒绝请求,可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率.示意图如下: 2)nginx的配置

配置示意图如下：

修改/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf:

user  root root;
worker_processes  1;
​
events {
    worker_connections  1024;
}
​
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
​
    #cache
    lua_shared_dict dis_cache 128m;
​
    #限流设置
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=contentRateLimit:10m rate=2r/s;
​
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;
​
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;
​
    #gzip  on;
​
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
​
        location /update_content {
            content_by_lua_file /root/lua/update_content.lua;
        }
​
        location /read_content {
            #使用限流配置
            limit_req zone=contentRateLimit;
            content_by_lua_file /root/lua/read_content.lua;
        }
    }
}

配置说明：

binary_remote_addr 是一种key，表示基于 remote_addr(客户端IP) 来做限流，binary_ 的目的是压缩内存占用量。
zone：定义共享内存区来存储访问信息， contentRateLimit:10m 表示一个大小为10M，名字为contentRateLimit的内存区域。1M能存储16000 IP地址的访问信息，10M可以存储16W IP地址访问信息。
rate 用于设置最大访问速率，rate=10r/s 表示每秒最多处理10个请求。Nginx 实际上以毫秒为粒度来跟踪请求信息，因此 10r/s 实际上是限制：每100毫秒处理一个请求。这意味着，自上一个请求处理完后，若后续100毫秒内又有请求到达，将拒绝处理该请求.我们这里设置成2 方便测试。

测试：

重新加载配置文件 访问页面：http://192.168.xx.xxx/read_content?id=1 ,连续刷新会直接报错。

(3)处理突发流量

上面例子限制 2r/s，如果有时正常流量突然增大，超出的请求将被拒绝，无法处理突发流量，可以结合 burst 参数使用来解决该问题。

例如，如下配置表示：

burst 译为突发、爆发，表示在超过设定的处理速率后能额外处理的请求数,当 rate=10r/s 时，将1s拆成10份，即每100ms可处理1个请求。

此处，burst=4 ，若同时有4个请求到达，Nginx 会处理第一个请求，剩余3个请求将放入队列，然后每隔500ms从队列中获取一个请求进行处理。若请求数大于4，将拒绝处理多余的请求，直接返回503.

不过，单独使用 burst 参数并不实用。假设 burst=50 ，rate依然为10r/s，排队中的50个请求虽然每100ms会处理一个，但第50个请求却需要等待 50 * 100ms即 5s，这么长的处理时间自然难以接受。

因此，burst 往往结合 nodelay 一起使用。

例如：如下配置：

如上表示：

平均每秒允许不超过2个请求，突发不超过4个请求，并且处理突发4个请求的时候，没有延迟，等到完成之后，按照正常的速率处理。

如上两种配置结合就达到了速率稳定，但突然流量也能正常处理的效果。完整配置代码如下：

user  root root;
worker_processes  1;
​
events {
    worker_connections  1024;
}
​
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
​
    #cache
    lua_shared_dict dis_cache 128m;
​
    #限流设置
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=contentRateLimit:10m rate=2r/s;
​
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;
​
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;
​
    #gzip  on;
​
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
​
        location /update_content {
            content_by_lua_file /root/lua/update_content.lua;
        }
​
        location /read_content {
            limit_req zone=contentRateLimit burst=4 nodelay;
            content_by_lua_file /root/lua/read_content.lua;
        }
    }
}

测试：在1秒钟之内可以刷新4次，正常处理。但是超过之后，连续刷新5次，抛出异常。

控制并发量（连接数）

ngx_http_limit_conn_module 提供了限制连接数的能力。主要是利用limit_conn_zone和limit_conn两个指令。

利用连接数限制 某一个用户的ip连接的数量来控制流量。

注意：并非所有连接都被计算在内 只有当服务器正在处理请求并且已经读取了整个请求头时，才会计算有效连接。此处忽略测试。

配置语法：

(1)配置限制固定连接数

如下，配置如下：

http {

include mime.types;

default_type application/octet-stream;

#cache

lua_shared_dict dis_cache 128m;

#限流设置

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=contentRateLimit:10m rate=2r/s;

#根据IP地址来限制，存储内存大小10M

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:1m;

sendfile on;

#tcp_nopush on;

#keepalive_timeout 0;

keepalive_timeout 65;

#gzip on;

server {

listen 80;

server_name localhost;

#所有以brand开始的请求，访问本地changgou-service-goods微服务

location /brand {

limit_conn addr 2;

proxy_pass http://192.168.211.1:18081;

}

location /update_content {

content_by_lua_file /root/lua/update_content.lua;

}

location /read_content {

limit_req zone=contentRateLimit burst=4 nodelay;

content_by_lua_file /root/lua/read_content.lua;

}

}

}

表示：

(2)限制每个客户端IP与服务器的连接数，同时限制与虚拟服务器的连接总数。(了解)

如下配置：