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【229期】Spring Boot 使用令牌桶算法+拦截器+自定义注解+自定义异常实现简单的限流...

时间：2019-02-22 06:24:47

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令牌桶

在高并发的情况下，限流是后端常用的手段之一，可以对系统限流、接口限流、用户限流等，本文就使用令牌桶算法+拦截器+自定义注解+自定义异常实现限流的demo。

令牌桶思想

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。然后每个访问的用户都会从中取走一块令牌，取到了令牌才能访问，如果没取到令牌即代表已达到访问上限，将被限流不允许访问

限流demo实现思路

创建令牌桶类

项目启动初始化令牌桶，并设置定时器，定时向桶内放入令牌

自定义限流注解，在需要限流的接口上打上注解

配置令牌桶拦截器，对所有路径进行拦截，对无限流注解的接口直接放行，对有限流注解的做取令牌处理，取到令牌即放行，没取到令牌即抛出自定义异常

自定义异常并使用AOP做全局异常处理

创建令牌类

这里为了防止并发问题在生成令牌和取令牌的方法上加了synchronized

BucketUtil如下

publicclassBucketUtil{//默认容量10staticfinalintDEFAULT_MAX_COUNT=10;//默认增长速率为1staticfinalintDEFAULT_CREATE_RATE=1;//使用HashMap存放令牌桶，这里默认为10个令牌桶publicstaticHashMap<String,BucketUtil>buckets=newHashMap(10);//自定义容量，一旦创建不可改变finalintmaxCount;//自定义增长速率1s几个令牌intcreateRate;//当前令牌数intsize=0;//默认令牌桶的容量及增长速率publicBucketUtil(){maxCount=DEFAULT_MAX_COUNT;createRate=DEFAULT_CREATE_RATE;}//自定义令牌桶容量及增长速率publicBucketUtil(intmaxCount,intcreateRate){this.maxCount=maxCount;this.createRate=createRate;}publicintgetSize(){returnsize;}publicbooleanisFull(){returnsize==maxCount;}//根据速率自增生成一个令牌publicsynchronizedvoidincrTokens(){for(inti=0;i<createRate;i++){if(isFull())return;size++;}}//取一个令牌publicsynchronizedbooleangetToken(){if(size>0)size--;elsereturnfalse;returntrue;}@Overridepublicbooleanequals(Objectobj){if(obj==null)returnfalse;BucketUtilbucket=(BucketUtil)obj;if(bucket.size!=size||bucket.createRate!=createRate||bucket.maxCount!=maxCount)returnfalse;returntrue;}@OverridepublicinthashCode(){returnObjects.hash(maxCount,size,createRate);}}

初始化令牌桶

在启动类上初始化并生成定时器

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/yoodb/eboo‍ks

@EnableScheduling@SpringBootApplicationpublicclassDemoApplication{publicstaticvoidmain(String[]args){SpringApplication.run(DemoApplication.class,args);//为了方便测试这里定义1容量1增长速率BucketUtilbucketUtil=newBucketUtil(1,1);//生成名为：bucket的令牌桶BucketUtil.buckets.put("bucket",bucketUtil);}@Scheduled(fixedRate=1000)//定时1spublicvoidtimer(){if(BucketUtil.buckets.containsKey("bucket")){//名为：bucket的令牌桶开始不断生成令牌BucketUtil.buckets.get("bucket").incrTokens();}}}

自定义注解以及异常

BucketAnnotation注解

@Target({ElementType.METHOD})//METHOD代表是用在方法上@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public@interfaceBucketAnnotation{}

APIException 异常

publicclassAPIExceptionextendsRuntimeException{privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;privateStringmsg;publicAPIException(Stringmsg){super(msg);this.msg=msg;}}

配置拦截器

BucketInterceptor拦截器如下

/***令牌桶拦截器*/publicclassBucketInterceptorimplementsHandlerInterceptor{//预处理回调方法，在接口调用之前使用true代表放行false代表不放行@OverridepublicbooleanpreHandle(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse,Objecthandler){if(!(handlerinstanceofHandlerMethod)){returntrue;}HandlerMethodhandlerMethod=(HandlerMethod)handler;Methodmethod=handlerMethod.getMethod();BucketAnnotationmethodAnnotation=method.getAnnotation(BucketAnnotation.class);if(methodAnnotation!=null){//在名为：bucket的令牌桶里取令牌取到即放行未取到即抛出异常if(BucketUtil.buckets.get("bucket").getToken()){returntrue;}else{//抛出自定义异常thrownewAPIException("不好意思，您被限流了");}}else{returntrue;}}//接口调用之后，返回之前使用@OverridepublicvoidpostHandle(HttpServletRequesthttpServletRequest,HttpServletResponsehttpServletResponse,Objecto,ModelAndViewmodelAndView)throwsException{}//整个请求完成后，在视图渲染前使用@OverridepublicvoidafterCompletion(HttpServletRequesthttpServletRequest,HttpServletResponsehttpServletResponse,Objecto,Exceptione)throwsException{}}

将拦截器注入

@ConfigurationpublicclassWebMvcConfgimplementsWebMvcConfigurer{@OverridepublicvoidaddInterceptors(InterceptorRegistryregistry){//令牌桶拦截器添加拦截器并选择拦截路径registry.addInterceptor(bucketInterceptor()).addPathPatterns("/**");}@BeanpublicBucketInterceptorbucketInterceptor(){returnnewBucketInterceptor();}}

AOP全局异常处理

@RestControllerAdvicepublicclassWebExceptionControl{@ExceptionHandler(APIException.class)publicE3ResultAPIExceptionHandler(APIExceptione){returnE3Result.build(400,e.getMessage());}}