使用HandlerInterceptor和RateLimiter进行限流

男娘i 2022-01-27 13:04 320阅读 0赞

### 使用HandlerInterceptor和RateLimiter进行限流 ###

*   *  为什么使用拦截器
     *  常见限流算法
     *  rateLimiter介绍
     *  注解创建
     *  拦截器
     *  springBoot拦截器配置
     *  开始使用

欢迎查看Eetal的第十九篇博客–使用HandlerInterceptor和RateLimiter进行限流

## 为什么使用拦截器 ##

目前网上有博客使用的是aop，但是因为我项目里使用了shiro进行权限验证  
shiro的过滤器链优先级是低于spring的过滤器的  
所以根据约定优于配置，直接使用过滤器就不需要去配置shiro的一些映射和过滤器的优先级  
同时网上博客基于aop为注解添加令牌桶效率的属性是有bug的，因为springMVC多线程是Method级别  
而在aop的切面里创建rateLimiter或者为拿到的method对象的annotation对象绑定一个rateLimiter都会有线程问题  
基于以上，把ratelimiter拿到拦截器，如果要定义不同rateLimiter可以改为定义多个拦截器和注解

## 常见限流算法 ##

常见的限流方法有信号量计数器（Semaphore）计数当前线程个数  
漏桶算法—使用一个容器保存进来的任务，按照固定速率流出任务，桶满时新加入的任务直接流出  
令牌桶算法—使用一个容器存储令牌，按照固定速率生产令牌，令牌桶满时直接丢弃新生成令牌，任务进来以后尝试获取令牌，获取成功的任务开始执行  
计数器较麻烦，需要维护实时记录线程数，完成时进行维护  
对比令牌桶和漏桶，漏桶算法无法解决当容量空闲了一段时间以后，大量任务一起进来时，执行的平均效率低下的问题，而令牌桶的令牌生成速率是固定的

## rateLimiter介绍 ##

RateLimiter是guava提供的基于令牌桶算法的实现类  
create（Double permitsPerSecond）方法根据给定的（令牌:单位时间（1s））比例为令牌生成速率  
tryAcquire（）方法尝试获取一个令牌，立即返回true/false，不阻塞，重载方法具备设置获取令牌个数、获取最大等待时间等参数  
acquire（）方法与tryAcquire类似，但是会阻塞，尝试获取一个令牌，没有时则阻塞直到获取成功

## 注解创建 ##

@Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    public @interface RateLimit { 
     
        /**
         * 获取令牌的等待时间  默认0
         * @return
         */
    	int value() default 0;
    
     
        /**
         * 超时时间单位
         * @return
         */
        TimeUnit timeOutUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;
        
    }

## 拦截器 ##

public class RateLimitInterceptor implements HandlerInterceptor { 
     
        private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RateLimitInterceptor.class);
        
        //每s产生2000个令牌
        RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(2000);
     
        @Override
        public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response,
                                 Object handler) throws Exception { 
            //如果是SpringMVC请求
            if(handler instanceof HandlerMethod){ 
                HandlerMethod handlerMethod = (HandlerMethod) handler;
                RateLimit rateLimit = handlerMethod.getMethodAnnotation(RateLimit.class);
                if(rateLimit != null) { 
                	logger.info("rateLimit intercept method...");
                	if (!rateLimiter.tryAcquire(rateLimit.value(), rateLimit.timeOutUnit())) { 
                		throw new Exception("系统繁忙，新稍后再试!");
    					//这里抛出异常是因为我项目里对异常进行了全局处理
                     }
                }
            }
            return true;
        }
    
    }

## springBoot拦截器配置 ##

@Configuration
    public class WebMVCConfig implements WebMvcConfigurer { 
        
        @Override
        public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) { 
            registry.addInterceptor(new RateLimitInterceptor()).addPathPatterns("/**")
                    .excludePathPatterns("/static/**", "/");
    				//配置限流拦截器拦截以及不拦截的映射
        }
    }

## 开始使用 ##

@RateLimit(1000)	//最大等待时间1s
    @RequestMapping("/login")
    public ModelAndView login(User user) { 
    	ModelAndView mv = new ModelAndView();
    	String username=user.getUsername();
    	String password=user.getPassword();
    	UsernamePasswordToken token = new UsernamePasswordToken(username,password,false);
    	Subject subject = SecurityUtils.getSubject();
    	try { 
    		subject.login(token);
    	} catch(IncorrectCredentialsException e){ 
    		mv.addObject("msg", "密码错误");
    		mv.setViewName("/login.html");
    		return mv;
    	} catch (AuthenticationException e) { 
    		mv.addObject("msg", "登录失败");
    		mv.setViewName("/login.html");
    		return mv;
    	}		
    	
    	mv.addObject("userDto",(UserDto)subject.getSession().getAttribute("userDto"));
    	mv.setViewName("/index.html");
    	return mv;
    }

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