限流(一)限流算法

在高并发系统中，我们常常提到的几个词汇“缓存”，“限流”，“降级”等。本文涉及到的是其中“限流”的部分，顾名思义，限流是一种限制流量的手段（我们可以粗粒度地理解为，限制请求的数量或者速度）。

在限流特技中，常见的限流算法有两种：

1）令牌桶算法；

2）漏桶算法；

当然，我们也可以粗暴地采用计数器的方式来进行限流。

 

一、令牌桶算法

如图所示：

1、桶里每秒钟会产生十个令牌，当然令牌总数不能超过桶的最大容量。

　　1）令牌产生的速度是均匀的，也就是说系统能够接收的请求是均匀的，比如每秒钟接收10个请求。

　　2）令牌桶表示请求的容纳范围，比如0 - 100个请求。

2、发起一个请求，如果桶里面有足够的令牌，那么该请求就能够被处理（同时删除桶里面的一个令牌），否则被丢弃或者缓存。

　　1）令牌产生的速度是均匀的，所以接收的请求是均匀的，但是被处理的请求却不一定均匀。比如，令牌桶里面有60个令牌，当前这秒钟有60个请求进来，这时候就会瞬间要处理60个请求。而不是每秒10个请求，所以令牌桶算法是允许瞬间爆发的请求数量的。

　　2）也就是说，只要令牌桶里面有足够的令牌，那么请求都能够被处理，令牌桶算法只是限制了请求的接收而不是请求的处理。

 

二、漏桶算法

如图：

1、任意数量的请求被发起，进入容器里面，当然依然不能超过容器的最大值（比如：100个请求）；

　　1）这里表示，接收请求除了容器最大值，是没有速度限制的。

2、而容器里面的请求则是按照固定的速度均匀的被处理（比如每秒处理10个请求）；

 

三、令牌桶和漏桶算法的区别

1、最重要的点在于，令牌桶限制的是流入（接收请求）漏桶限制的是流出（处理请求）。

2、由于漏桶限制的是流出，所以相对令牌桶来说平滑了流入的速率。

3、令牌桶算法允许瞬间爆发，而漏桶算法处理请求的速度永远是一致的。

4、两种算法只是实现方案不同，如果参数相同的话，最终限流效果是一样的。

 

四、计数器限流

除了以上两种限速的算法，其实还可以简单地采用计数器来限数。

只要请求数量达到最大值，那么就丢弃或者缓存。

计数器限流的方式比较粗暴，因为它不限制流入速度，也不限制流出速度。所以只要未达到最大值它就会接收并处理请求，因此，如果并发情况下，它可能导致系统一定时间段内维持在峰值上，影响响应速度。不过这种处理方式比较简单，只需要控制总请求数量或者单位时间的请求数量即可。

 

参考：

http://jinnianshilongnian.iteye.com/blog/2305117