SpringBoot中如何实现限流，这种方式才叫优雅。

忘是亡心i 2024-03-25 21:37 52阅读 0赞

现在，一个问题摆在我们面前：如何将这两种限流机制整合到同一个组件中，以便用户随时切换呢？

显然，我们需要定义一个通用的限流组件，将其引入到业务中，并支持通过配置文件自由切换不同的限流机制。举例而言，当使用`limit.type=redis`时，启用Redis分布式限流组件，当使用`limit.type=local`时，启用Guava限流组件。这种自由切换机制能够为用户提供更大的灵活性和可维护性。

接下来，让我们开始动手实现吧！

#### 第一步，创建通用模块cloud-limiter-starter ####

首先在父项目下创建一个模块

![format_png][]

然后在pom文件中引入相关依赖

<dependencies>
      <dependency>
        <groupId>com.google.guava</groupId>
        <artifactId>guava</artifactId>
      </dependency>
      
      <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        <scope>provided</scope>
      </dependency>
      <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        <scope>provided</scope>
      </dependency>
      <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <scope>provided</scope>
      </dependency>
      <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-aspects</artifactId>
        <scope>provided</scope>
      </dependency>
    
    </dependencies>
    复制代码

> 小提示：通用模块命名最好遵照规则以starter命名结束，同时通用模块引入的依赖最好设置`<scope>provided</scope>`属性。

#### 第二步，实现限流功能 ####

1.  创建限流接口

既然有两种限流机制，按照套路肯定得先创建一个限流接口，就叫`LimiterManager`吧。

public interface LimiterManager {
        boolean tryAccess(Limiter limiter);
    }
    复制代码

1.  分别实现Redis的限流功能和Guava的限流功能，这里只给出核心代码。

Guava限流的核心实现GuavaLimiter

@Slf4j
    public class GuavaLimiter implements LimiterManager{
        private final Map<String, RateLimiter> limiterMap = Maps.newConcurrentMap();
    
        @Override
        public boolean tryAccess(Limiter limiter) {
            RateLimiter rateLimiter = getRateLimiter(limiter);
            if (rateLimiter == null) {
                return false;
            }
    
            boolean access = rateLimiter.tryAcquire(1,100, TimeUnit.MILLISECONDS);
    
            log.info("{} access :{}",limiter.getKey() , access);
    
            return access;
        }
    }    
    复制代码

Redis限流的核心实现RedisLimiter

@Slf4j
    public class RedisLimiter implements LimiterManager{
    
        private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    
        public RedisLimiter(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
            this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
        }
    
        @Override
        public boolean tryAccess(Limiter limiter) {
    
            String key = limiter.getKey();
            if (StringUtils.isEmpty(key)) {
                throw new LimiterException( "redis limiter key cannot be null" );
            }
    
            List<String> keys = new ArrayList<>();
            keys.add( key );
    
            int seconds = limiter.getSeconds();
            int limitCount = limiter.getLimitNum();
    
            String luaScript = buildLuaScript();
    
            RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(luaScript, Long.class);
    
            Long count = stringRedisTemplate.execute( redisScript, keys, "" + limitCount, "" + seconds );
    
            log.info( "Access try count is {} for key={}", count, key );
    
            return count != null && count != 0;
        }
    }    
    复制代码

#### 第三步，创建配置类 ####

编写配置类根据配置文件注入限流实现类，当配置文件中属性 `limit.type=local` 时启用Guava限流机制，当`limit.type=redis` 时启用Redis限流机制。

@Configuration
    public class LimiterConfigure {
    
        @Bean
        @ConditionalOnProperty(name = "limit.type",havingValue = "local")
        public LimiterManager guavaLimiter(){
            return new GuavaLimiter();
        }
    
    
        @Bean
        @ConditionalOnProperty(name = "limit.type",havingValue = "redis")
        public LimiterManager redisLimiter(StringRedisTemplate stringRedisTemplate){
            return new RedisLimiter(stringRedisTemplate);
        }
    }
    复制代码

#### 第四步，创建AOP ####

根据前面的两篇文章可知，避免限流功能污染业务逻辑的最好方式是借助Spring AOP，所以很显然还得需要创建一个AOP。

@Aspect
    @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) //使用CGLIB代理
    @Conditional(LimitAspectCondition.class)
    public class LimitAspect {
    
        @Setter(onMethod_ = @Autowired)
        private LimiterManager limiterManager;
    
        @Pointcut("@annotation(com.jianzh5.limit.aop.Limit)")
        private void check() {
    
        }
    
        @Before("check()")
        public void before(JoinPoint joinPoint){
            MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
            Method method = signature.getMethod();
    
            Limit limit = method.getAnnotation(Limit.class);
            if(limit != null){
    
                Limiter limiter = Limiter.builder().limitNum(limit.limitNum())
                        .seconds(limit.seconds())
                        .key(limit.key()).build();
    
                if(!limiterManager.tryAccess(limiter)){
                    throw new LimiterException( "There are currently many people , please try again later!" );
                }
            }
        }
    }
    复制代码

注意到类上我加了一行`@Conditional(LimitAspectCondition.class)`，使用了自定义条件选择器，意思是只有当配置类中出现了`limit.type`属性时才会加载这个AOP。

public class LimitAspectCondition implements Condition {
        @Override
        public boolean matches(ConditionContext conditionContext, AnnotatedTypeMetadata annotatedTypeMetadata) {
            //检查配置文件是否包含limit.type属性
            return conditionContext.getEnvironment().containsProperty(ConfigConstant.LIMIT_TYPE);
        }
    }
    复制代码

#### 第四步，创建spring.factories文件，引导SpringBoot加载配置类 ####

## AutoConfiguration
    org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
      com.jianzh5.limit.config.LimiterConfigure,\
      com.jianzh5.limit.aop.LimitAspect
    复制代码

完整目录结构如下：

![format_png 1][]

#### 第五步，在项目中引用限流组件 ####

1.  引入依赖

<dependency>
        <groupId>com.jianzh5</groupId>
        <artifactId>cloud-limit-starter</artifactId>
    </dependency>
    复制代码

1.  在application.properties中设置加载的限流组件

limit.type = redis
    复制代码

如果不配置此属性则不加载对应限流功能。

1.  在需要限流的接口上加上注解

@Limit(key = "Limiter:test",limitNum = 3,seconds = 1)
    复制代码

#### 小结 ####

通过上述步骤，我们已经成功实现了一个通用限流组件。在实际应用中，只需要根据场景需求选择对应的限流机制，即可非常方便的进行限流操作。这种灵活性和便捷性，也是SpringBoot中定义Starter的一般套路。

[format_png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/4cf15fcc0da94b70bbdd7ab735f1edbf.png
[format_png 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/32f5d6c3bee2472cb4bd1cfb44753fe1.png