PHP 接口限流实现方法

Posted 2025-02-10 Updated 2025-02- 10

By power 已删除用户

14~18 min read

因为现在动不动就说高并发,说到高并发就不得不提并发下限流、熔断、降级。
为什么要进行接口限流呢?
个人认为其实目的都是为了保证线上系统的稳定性,防止因为高频访问服务器而导致服务器宕机。

下面来简单实现一下接口限流的常用算法

这应该是最简单也是最容易实现的,比如A接口1分钟内的访问次数不能超过100个。那么可以这么做：在一开始的时候，设置一个计数器counter，每当一个请求过来的时候，counter就加1，如果counter的值大于100并且该请求与第一个请求的间隔时间还在1分钟之内，那么说明请求数过多；如果该请求与第一个请求的间隔时间大于1分钟，就重置计数器。为了保证高并发下的原子性使用redis的incr实现计数器限流。

public function __construct()
{
   $this->redis = new Redis();
   $this->redis->connect('127.0.0.1', 6379);
}

   public function getApi()
   {





       $res = $this->leakBucket();
       $data = [
           'msg' => '获取成功',
           'code' => 200
       ];

       if (!$res) {
           $data['msg'] = '请稍后重试';
           $data['code'] = 400;
       }
       return $data;
   }

 * @Notes: redis 使用计数器进行限流
 * @Author:如果,
 * @Date: 2022/9/16,
 * @Time: 20:05,
 * @return bool
 */
public function SpeedCounter()
{
    $redis = $this->redis;

    $limitTime = 60;

    $maxCount = 10;
    $redisKey = "userRequestNum";

    $count = $redis->incr($redisKey);
    print_r($count);

    echo PHP_EOL;
    if ($count == 1) {
        $redis->expire($redisKey, $limitTime);
    }

    if ($count > $maxCount) {
        return false;
    }

    return true;
}

 * @Notes: redis 使用计数器进行限流
 * @Author:如果,
 * @Date: 2022/9/16,
 * @Time: 20:05,
 * @return bool
 */
public function SpeedCounter()
{
    $redis = $this->redis;

    $limitTime = 60;

    $maxCount = 10;
    $redisKey = "userRequestNum";

    $count = $redis->incr($redisKey);
    print_r($count);

    echo PHP_EOL;
    if ($count == 1) {
        $redis->expire($redisKey, $limitTime);
    }

    if ($count > $maxCount) {
        return false;
    }

    return true;
}

手动执行php文件前面10次都可以访问后面10次我们主动拦截请求粗略的看是实行了限流的方法。这方法存在的问题就是最后1秒内涌入所有请求,然后计数器过期重置后第一秒内又涌入大量请求这样服务器还是可能会被高频访问搞挂。为了解决这种方法又出现了滑动窗口算法

百度拿的图,滑动窗口个人认为其实就是多存了时间，每次请求进来后时间范围之外的数据将被动态删除。主要使用redis的zset结构来实现

 * @Notes:滑动窗口算法
 * @Author:如果,
 * @Date: 2022/9/16,
 * @Time: 20:20,
 */
public function SlideTimeWindow()
{

     * 2.redis 滑动窗口实现方式
     * 限制1分钟内最大只能请求10次
     * 使用redis事务保证redis原子性
     */
    $redis = $this->redis;
    $limitTime = 60;
    $maxCount = 10;
    $redisKey = "slide_api";
    $nowTime = time();


    $pipe = $redis->multi();


    $pipe->zAdd($redisKey, $nowTime, $nowTime);


    $pipe->zRemRangeByScore($redisKey, 0, $nowTime - $limitTime);

    $pipe->zCard($redisKey);

    $pipe->expire($redisKey, 60 + 1);

    $replies = $pipe->exec();


    return $replies[2] <= $maxCount;
}

主要就是根据时间判断总体思路和计数器差不多
然后来执行一下查看效果

可以看到10次之后就拦截了请求。

顾名思义漏斗，其实就是处理的速度是一定的。主要目的是控制数据注入到网络的速率，平滑网络上的突发流量。漏斗算法提供了一种机制，通过它，突发流量可以被整形以便为网络提供一个稳定的流量。但是多余的请求将会被直接丢弃。我更觉得是将流量控制在自己可以承受范围内，自己控制流量的速度。处理请求的worker以固定的速度从桶中取出请求进行处理。如果桶满了，直接返回请求频率超限的错误码或者页面限流体现在worker从桶中取请求的速度上

流量最均衡的限流实现方式。nginx的limit模块就是使用了漏斗算法

private $_water;    
private $_burst = 10;   
private $_rate = 1; 
private $_lastTime; 


 * @Notes:漏斗算法
 * @Author:如果,
 * @Date: 2022/9/16,
 * @Time: 21:03,
 */
public function leakBucket()
{

    $nowTime = time();
    $redisKey = "leakBucket_api";

    if (!empty($time = $this->redis->get($redisKey))) {
        $this->_lastTime = $time; 
    }

    if (!empty($water = $this->redis->get('water'))) {
        $this->_water = $water;
    }

    $s = $nowTime - $this->_lastTime; 

    $outCount = $s * $this->_rate;


    $this->_water = ($this->_water - $outCount);

    if ($this->_water <= 0) {
        $this->_water = 0; 
    }

    if ($this->_water > $this->_burst) {
        echo "超出桶限制" . PHP_EOL;
        return false;
    }

    print_r($this->_water);

    $this->redis->set($redisKey, $nowTime);

    $this->redis->set('water', $this->_water + 1);
}

不足之处在于:
面对突发流量时会有大量请求失败,但是我们可以使用预先准备好的资源返回。

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