Guava RateLimiter：高效流量控制实践指南
背景
在互联网飞速发展的今天，随着系统用户规模的不断扩大和分布式架构的广泛应用，API 接口的稳定性和性能成为系统设计中至关重要的因素。无论是应对突发的流量高峰，还是防止恶意爬虫的恶意请求，限流策略都已成为现代系统不可或缺的一部分，其主要目的包括但不限于以下几点：
保护后端服务：通过限制单位时间内对特定接口的访问次数，可以有效避免因突发流量或恶意攻击导致的服务过载，从而确保后端服务的稳定运行。保证用户体验：合理的限流策略可以在不影响正常用户使用的情况下，控制资源的合理分配，确保大多数用户的请求能够得到及时响应，提升整体服务质量。资源优化利用：对于有限的计算资源，如数据库连接、缓存资源等，通过限流可以避免这些资源被少数高频率请求耗尽，确保资源的有效利用。成本控制：云服务通常按照资源消耗计费，不当的请求可能会导致不必要的成本增加。限流可以帮助企业更好地控制成本，避免因为意外的高流量而导致的成本激增。防止恶意行为：限流可以作为一道防线，阻止恶意爬虫、DDoS攻击等非法行为，保护系统免受损害。数据安全：通过限制对外部数据的访问频率，可以减少敏感信息泄露的风险，特别是在处理个人隐私数据时尤为重要。合规性：某些行业有特定的数据访问规则和限制，实施限流有助于满足这些合规要求，避免法律风险。Guava 提供了多种实现限流的方法，其中最常用的是 RateLimiter 类。RateLimiter 可以帮助我们控制应用程序的资源消耗速度，例如限制每秒的请求数量。
实现
1.依赖引入：
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<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>31.1-jre</version>
</dependency>1.2.3.4.5.
2.application.yml 中配置限流参数：
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rate-limiter:
permits-per-second: 5 # 每秒许可数
warmup-period: 0 # 预热时间（秒）
timeout: 0 # 获取许可的超时时间（秒）1.2.3.4.
3.限流配置属性类
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@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "rate-limiter")
public class RateLimiterProperties {
/**
* 每秒许可数
*/
private double permitsPerSecond;
/**
* 预热时间（秒）
*/
private long warmupPeriod;
/**
* 获取许可的超时时间（秒）
*/
private long timeout;
}1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.
4.配置 RateLimiter
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@Configuration
public class RateLimiterConfig {
/**
* 配置 RateLimiter Bean
*
* @param properties 注入的限流配置属性
* @return RateLimiter 实例
*/
@Bean
public RateLimiter rateLimiter(RateLimiterProperties properties) {
if (properties.getWarmupPeriod() > 0) {
// 创建带有预热期的 RateLimiter
return RateLimiter.create(
properties.getPermitsPerSecond(),
properties.getWarmupPeriod(),
TimeUnit.SECONDS
);
} else {
// 创建标准的 RateLimiter
return RateLimiter.create(properties.getPermitsPerSecond());
}
}
}1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.
5.创建控制器
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@RestController
public class RateLimiterController {
@Autowired
private RateLimiter rateLimiter;
@Autowired
private RateLimiterProperties properties;
/**
* 测试限流接口
*
* @return 请求结果
*/
@GetMapping("/api/test")
//@RateLimitAspect(qps = 2, timeout = 200, timeUnit = TimeUnit.MILLISECONDS)
public ResponseEntity<String> rateApi() {
boolean acquired = rateLimiter.tryAcquire(properties.getTimeout(), TimeUnit.SECONDS);
if (acquired) {
// 允许请求，返回成功响应
return ResponseEntity.ok("请求成功！");
} else {
// 拒绝请求，返回限流响应
return ResponseEntity.status(429).body("请求过多，请稍后再试！");
}
}
}1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.
6.进阶版利用切面：
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@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface RateLimitAspect {
double qps() default 1; // 每秒钟生成令牌的速率
long timeout() default 0; // 尝试获取令牌的超时时间
TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.SECONDS; // 超时时间单位
}1.2.3.4.5.6.7.
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@Aspect
@Component
public class ApiRateLimitAspect {
private final Map<String, RateLimiter> rateLimiters = new ConcurrentHashMap<>();
@Before("@annotation(RateLimitAspect)")
public void limit(JoinPoint joinPoint, RateLimitAspect rateLimitAspect) {
String methodName = joinPoint.getSignature().toLongString();
double qps = rateLimitAspect.qps();
RateLimiter limiter = rateLimiters.computeIfAbsent(methodName, k -> RateLimiter.create(qps));
long timeout = rateLimitAspect.timeout();
TimeUnit timeUnit = rateLimitAspect.timeUnit();
if (timeout > 0) {
if (!limiter.tryAcquire(timeout, timeUnit)) {
throw new RuntimeException("API rate limit exceeded");
}
} else {
if (!limiter.tryAcquire()) {
throw new RuntimeException("API rate limit exceeded");
}
}
}
}1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.
THE END
