【高并发】不可不说的几种限流算法

作者个人研发的在高并发场景下，提供的简单、稳定、可扩展的延迟消息队列框架，具有精准的定时任务和延迟队列处理功能。自开源半年多以来，已成功为十几家中小型企业提供了精准定时调度方案，经受住了生产环境的考验。为使更多童鞋受益，现给出开源框架地址：

https://github.com/sunshinelyz/mykit-delay

PS: 欢迎各位Star源码，也可以pr你牛逼哄哄的代码。

常见的限流算法有：令牌桶、漏桶，计数器也可以用来进行粗暴限流实现。

一、令牌桶算法

令牌桶算法，是一个存放固定容量令牌的桶，按照固定速率网桶里添加令牌。令牌桶算法描述如下：

• 假设限制2r/s，则按照500毫秒的固定速率往桶中添加令牌。
• 桶中最多存放b个令牌，当桶满时，新添加的令牌被丢弃或拒绝。
• 当一个n个字节大小的数据包到达，将从桶中删除n个令牌，接着数据包被发送到网络上。
• 如果桶中的令牌不足n个，则不会删除令牌，且该数据包将被限流（要么丢弃，要么在缓冲区等待）。

二、漏桶算法

漏桶作为计量工具时，可以用于流量整形和流量控制，漏桶算法的描述如下。

• 一个固定容量的漏桶，按照常量固定速率流出水滴。
• 如果桶是空的，则不需要流出水滴。
• 可以以任意速率流入水滴到漏桶。
• 如果流入水滴超出了桶的容量，则流入的水滴溢出了（被丢弃），而漏桶容量是不变的。

三、令牌桶和漏桶算法对比

• 令牌桶是按照固定速率往桶中添加令牌，请求是否被处理需要看桶中令牌是否足够，当令牌数减为零时，则拒绝新的请求。 漏桶则是按照常量固定速率流出请求，流入请求速率任意，当流入的请求数累积到漏桶容量时，则新流入的请求被拒绝。
• 令牌桶限制的是平均流入速率（允许突发请求，只要有令牌就可以处理，支持一次拿3个令牌，或4个令牌），并允许一定程度的突发流量。
• 漏桶限制的是常量流出速率（即流出速率是一个固定常量值，比如都是1的速率流出，而不能一次是1，下次又是2），从而平滑突发流入速率。
• 令牌桶允许一定程度的突发，而漏桶主要目的是平滑流入速率。
• 两个算法实现可以一样，但是方向是相反的，对于相同的参数得到的限流效果是一样。

四、计数器

使用计数器进行限流，主要限制总并发数，比如数据库连接池大小、线程池大小、秒杀并发数都是计数器的用法。只要全局总请求数或者一定时间段的总请求数达到设定的阈值，则进行限流。这种方式是简单粗暴的总数量限流，而不是平均速率限流。

——参考涛哥的《亿级流量网站架构核心技术》