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JUC中的Semaphore(信号量) null
BlockingQueue阻塞队列 null
这是java高并发系列第29篇。
环境:jdk1.8。
本文内容
- 介绍常见的限流算法
- 通过控制最大并发数来进行限流
- 通过漏桶算法来进行限流
- 通过令牌桶算法来进行限流
- 限流工具类RateLimiter
常见的限流的场景
- 秒杀活动,数量有限,访问量巨大,为了防止系统宕机,需要做限流处理
- 国庆期间,一般的旅游景点人口太多,采用排队方式做限流处理
- 医院看病通过发放排队号的方式来做限流处理。
常见的限流算法
- 通过控制最大并发数来进行限流
- 使用漏桶算法来进行限流
- 使用令牌桶算法来进行限流
通过控制最大并发数来进行限流
以秒杀业务为例,10个iphone,100万人抢购,100万人同时发起请求,最终能够抢到的人也就是前面几个人,后面的基本上都没有希望了,那么我们可以通过控制并发数来实现,比如并发数控制在10个,其他超过并发数的请求全部拒绝,提示:秒杀失败,请稍后重试。
并发控制的,通俗解释:一大波人去商场购物,必须经过一个门口,门口有个门卫,兜里面有指定数量的门禁卡,来的人先去门卫那边拿取门禁卡,拿到卡的人才可以刷卡进入商场,拿不到的可以继续等待。进去的人出来之后会把卡归还给门卫,门卫可以把归还来的卡继续发放给其他排队的顾客使用。
JUC中提供了这样的工具类:Semaphore,示例代码:
输出:
关于Semaphore的使用,可以移步:
JUC中的Semaphore(信号量)
使用漏桶算法来进行限流
国庆期间比较火爆的景点,人流量巨大,一般入口处会有限流的弯道,让游客进去进行排队,排在前面的人,每隔一段时间会放一拨进入景区。排队人数超过了指定的限制,后面再来的人会被告知今天已经游客量已经达到峰值,会被拒绝排队,让其明天或者以后再来,这种玩法采用漏桶限流的方式。
漏桶算法思路很简单,水(请求)先进入到漏桶里,漏桶以一定的速度出水,当水流入速度过大会直接溢出,可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。
漏桶算法示意图:
简陋版的实现,代码如下:
代码中BucketLimit.build(10, 60, TimeUnit.MINUTES);创建了一个容量为10,流水为60/分钟的漏桶。
代码中用到的技术有:
使用令牌桶算法来进行限流
令牌桶算法的原理是系统以恒定的速率产生令牌,然后把令牌放到令牌桶中,令牌桶有一个容量,当令牌桶满了的时候,再向其中放令牌,那么多余的令牌会被丢弃;当想要处理一个请求的时候,需要从令牌桶中取出一个令牌,如果此时令牌桶中没有令牌,那么则拒绝该请求。从原理上看,令牌桶算法和漏桶算法是相反的,一个“进水”,一个是“漏水”。这种算法可以应对突发程度的请求,因此比漏桶算法好。
令牌桶算法示意图:
限流工具类RateLimiter
Google开源工具包Guava提供了限流工具类RateLimiter,可以非常方便的控制系统每秒吞吐量,示例代码如下:
输出:
代码中RateLimiter.create(5)创建QPS为5的限流对象,后面又调用rateLimiter.setRate(10);将速率设为10,输出中分2段,第一段每次输出相隔200毫秒,第二段每次输出相隔100毫秒,可以非常精准的控制系统的QPS。
上面介绍的这些,业务中可能会用到,也可以用来应对面试。
