系统架构设计中,如果做好“限流”?

低调的牛肉


什么是服务限流

让我们先看一看系统架构设计中,为什么要做“限流”。

  • 旅游景点通常都会有最大的接待量,不可能无限制的放游客进入,比如故宫每天只卖八万张票,超过八万的游客,无法买票进入,因为如果超过八万人,景点的工作人员可能就忙不过来,过于拥挤的景点也会影响游客的体验和心情,并且还会有安全隐患;只卖N张票,这就是一种限流的手段。

  • 软件架构中的服务限流也是类似,也是当系统资源不够的时候,已经不足以应对大量的请求,为了保证服务还能够正常运行,那么按照规则,系统会把多余的请求直接拒绝掉,以达到限流的效果;

  • 不知道大家注意过没有,比如双11,刚过12点有些顾客的网页或APP会显示下单失败的提示,有些就是被限流调了。

服务限流算法有哪些

  • 计数器法:原理就是限制每秒处理请求数不超过阈值。比如一个接口一分钟可以处理1000次请求,那么可以设置一个计数器,当有一次请求过来,计数器就加1,如果一分钟以内计数器超过了1000,那么后面再过来的请求就不再处理;但是这个方法的缺点也很明显,因为请求的访问不一定是很平稳的,如果0:59过来了1000个请求,1:01已经是下一个窗口,又过来了1000个请求,但实际上三秒内来了2000个请求,已经超过我们的限流上限了;

  • 滑动窗口:还拿上面的例子,一分钟分6份,每份10秒;每过10秒钟,我们的时间窗口就会往右滑动一格,每个格子都有独立的计数器,我们每次都计算时间窗口内的数量,可以解决计数器法中的问题,而且当滑动窗口的格子越多,那么限流的统计就会越精确。具体可以参考下图,看图比较清晰:

  • 漏桶算法:这个算法也很简单,就是我们有一个固定容量的桶,有水流进来,也有水流出去,我们不需要控制流进来的速度,只需要控制流出去的速度,如果水流进来的太快,桶满了,多余的水会溢出区,并不会影响水流出去的速度。

  • 令牌桶算法:还是有一个桶,桶里面有N个令牌,所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理,如果桶里面没有令牌的话,则拒绝服务;令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌。


我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解,希望能得到你的关注。


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