自定義限速功能實踐——Caffeine

之前使用了JDK自帶的 Map 實現了自定義限速的簡單需求。在當時的實現當中,有一個被隱藏的小設計,就是如果是用使用異步線程,用來根據配置給請求次數數據重置。如此這樣,校驗方法會非常簡單方便。

對於普通 Java 項目來說,如果使用異步線程處理,除了 deamon 進程以外,其他實現的確有點麻煩。即使 deamon 線程也很難做到完全的實用性,所以才使用了上篇文章的實現方案。

之前提到過一個非常有趣的高性能本地緩存 Caffeine 剛好能解決這個問題,可以通過緩存過期或者定時刷新功能來實現定時刷新的需求。這裏我選擇了定時刷新功能,這種選擇會限制限流配置的種類,無法進行 2/3s , 10/2s 配置,我最終選擇 TPS 進行配置,全部使用 1s 爲限制週期。

代碼

主要思路如下:

  1. 數據結構選擇:使用了兩種數據結構來實現限流功能:使用了一個 Map 來存儲每個請求的限流配置,以請求的標識符作爲鍵,以該請求的每秒事務數(TPS)作爲值;使用了 Caffeine 緩存來存儲每個請求的計數器,其中鍵爲請求的標識符,值爲一個原子整數,用於記錄請求的處理數量。
  2. 限流判斷邏輯:具體邏輯如下:首先從緩存中獲取對應請求的計數器;判斷當前計數器的值是否大於等於該請求的配置的每秒事務數(TPS);如果超過了配置的值,則表示需要限流,返回 true。否則,遞增計數器並返回 false,表示不需要限流。
  3. 動態配置:動態添加請求的限流配置,將請求的標識符和對應的每秒事務數(TPS)添加到配置中,實現了動態配置的功能。
  4. 使用 Caffeine 緩存:使用了 Caffeine 緩存來存儲請求的計數器,可以配置緩存的過期時間(1秒),當緩存過期時會自動刷新。這樣可以確保計數器在一定時間內有效,避免長時間未使用的請求佔用內存。

代碼如下:

  
import com.github.benmanes.caffeine.cache.Caffeine  
import com.github.benmanes.caffeine.cache.LoadingCache  
  
import java.util.concurrent.TimeUnit  
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger  
/**  
 * 限流工具,基於Caffeine實現,支持動態配置,根據TPS限流  
 */  
class TpsLimit {  
  
    Map<String, Integer> qpsConfig = [:]  
  
    LoadingCache<Object, AtomicInteger> build = Caffeine.newBuilder().refreshAfterWrite(1, TimeUnit.SECONDS).build((key) -> {  
        return new AtomicInteger()  
    })  
  
    /**  
     * 是否限流  
     * @param key  
     * @return  
     */  
    boolean isLimit(String key) {  
        AtomicInteger atomicInteger = build.get(key)  
        if (atomicInteger.get() >= qpsConfig.get(key, 1)) {  
            return true  
        }  
        atomicInteger.incrementAndGet()  
        return false  
    }  
  
    /**  
     * 添加限流配置  
     * @param key  
     * @param qps  
     * @return  
     */  
    def addConfig(String key, Integer qps) {  
        qpsConfig.put(key, qps)  
    }  
  
}

測試

測試腳本如下,與前一篇文章大同小異:

import com.funtester.httpclient.FunHttp  
import com.funtester.utils.TpsLimit  
  
class Routine extends FunHttp {  
  
    static void main(String[] args) {  
        def limit = new TpsLimit()  
        limit.addConfig("test", 1)  
        1000.times {  
            sleep(0.1)  
            fun {  
                def limit1 = limit.isLimit("t4est")  
                if (!limit1) {  
                    output("未限流")  
                }  
            }  
        }    }  
}

控制檯輸出:

22:19:20:545 F-1  未限流
22:19:20:644 F-2  未限流
22:19:22:094 F-8  未限流
22:19:22:195 F-1  未限流
22:19:24:048 F-3  未限流
22:19:24:150 F-4  未限流
22:19:25 uptime:6 s
22:19:25 finished: 49 task

可以看出,按照默認配置1 TPS的配置實現。

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