Google开源工具包Guava提供了限流工具类RateLimiter,该类基于令牌桶算法(Token Bucket)来完成限流
RateLimiter 从概念上来讲，速率限制器会在可配置的速率下分配许可证。如果必要的话，每个acquire() 会阻塞当前线程直到许可证可用后获取该许可证。一旦获取到许可证，不需要再释放许可证。
注：RateLimiter使用的是一种叫令牌桶的流控算法，RateLimiter会按照一定的频率往桶里扔令牌，线程拿到令牌才能执行，比如你希望自己的应用程序QPS不要超过1000，那么RateLimiter设置1000的速率后，就会每秒往桶里扔1000个令牌。
RateLimiter是一个abstract类,但它提供了几个static方法用于创建RateLimiter:
通过设置许可证的速率permitsPerSecond来定义RateLimiter。在默认配置下，许可证会在固定的速率下被分配。为了确保维护配置的速率
可能存在需要使用一个拥有预热期的RateLimiter 的情况，通过设置热身期(warmup period)参数。在这段时间内，每秒分配的许可数会稳定地增长直到达到稳定的速率，如果RateLimiter在热身期没有足够的请求(unused),则起速率会逐渐降低到冷却状态。
/**
* 创建一个稳定输出令牌的RateLimiter，保证了平均每秒不超过permitsPerSecond个请求
* 当请求到来的速度超过了permitsPerSecond，保证每秒只处理permitsPerSecond个请求
*/
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond);
/**
* 创建一个稳定输出令牌的RateLimiter，保证了平均每秒不超过permitsPerSecond个请求
* 还包含一个热身期(warmup period),热身期内，RateLimiter会平滑的将其释放令牌的速率加大，直到起达到最大速率
* 同样，如果RateLimiter在热身期没有足够的请求(unused),则起速率会逐渐降低到冷却状态
*
* 设计这个的意图是为了满足那种资源提供方需要热身时间，而不是每次访问都能提供稳定速率的服务的情况(比如带缓存服务，需要定期刷新缓存的)
* 参数warmupPeriod和unit决定了其从冷却状态到达最大速率的时间
*/
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond, long warmupPeriod, TimeUnit unit);
提供了两个获取令牌的方法,不带参数表示获取一个令牌.如果没有令牌则一直等待,返回等待的时间(单位为秒),没有被限流则直接返回0.0:
public double acquire();
public double acquire(int permits);
尝试获取令牌,分为待超时时间和不带超时时间两种:
public boolean tryAcquire();
//尝试获取一个令牌,立即返回
public boolean tryAcquire(int permits);
public boolean tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit);
//尝试获取permits个令牌,带超时时间
public boolean tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit);
RateLimiter方法摘要
| 修饰符和类型 | 方法和描述 |
|---|---|
| double | acquire() 从RateLimiter获取一个许可，该方法会被阻塞直到获取到请求 |
| double | acquire(int permits) 从RateLimiter获取指定许可数，该方法会被阻塞直到获取到请求 |
| static RateLimiter | create(double permitsPerSecond) 根据指定的稳定吞吐率创建RateLimiter，这里的吞吐率是指每秒多少许可数（通常是指QPS，每秒多少查询） |
| static RateLimiter | create(double permitsPerSecond, long warmupPeriod, TimeUnit unit) 根据指定的稳定吞吐率和预热期来创建RateLimiter，这里的吞吐率是指每秒多少许可数（通常是指QPS，每秒多少个请求量），在这段预热时间内，RateLimiter每秒分配的许可数会平稳地增长直到预热期结束时达到其最大速率。（只要存在足够请求数来使其饱和） |
| double | getRate() 返回RateLimiter 配置中的稳定速率，该速率单位是每秒多少许可数 |
| void | setRate(double permitsPerSecond) 更新RateLimite的稳定速率，参数permitsPerSecond 由构造RateLimiter的工厂方法提供。 |
| String | toString() 返回对象的字符表现形式 |
| boolean | tryAcquire() 从RateLimiter 获取许可，如果该许可可以在无延迟下的情况下立即获取得到的话 |
| boolean | tryAcquire(int permits) 从RateLimiter 获取许可数，如果该许可数可以在无延迟下的情况下立即获取得到的话 |
| boolean | tryAcquire(int permits, long timeout, TimeUnit unit) 从RateLimiter 获取指定许可数如果该许可数可以在不超过timeout的时间内获取得到的话，或者如果无法在timeout 过期之前获取得到许可数的话，那么立即返回false （无需等待） |
| boolean | tryAcquire(long timeout, TimeUnit unit) 从RateLimiter 获取许可如果该许可可以在不超过timeout的时间内获取得到的话，或者如果无法在timeout 过期之前获取得到许可的话，那么立即返回false（无需等待） |
方法细节
create
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond)
根据指定的稳定吞吐率创建RateLimiter，这里的吞吐率是指每秒多少许可数（通常是指QPS，每秒多少查询）。
返回的RateLimiter 确保了在平均情况下，每秒发布的许可数不会超过permitsPerSecond，每秒钟会持续发送请求。当传入请求速率超过permitsPerSecond，速率限制器会每秒释放一个许可(1.0 / permitsPerSecond 这里是指设定了permitsPerSecond为1.0) 。当速率限制器闲置时，允许许可数暴增到permitsPerSecond，随后的请求会被平滑地限制在稳定速率permitsPerSecond中。
参数:
permitsPerSecond – 返回的RateLimiter的速率，意味着每秒有多少个许可变成有效。
抛出:
IllegalArgumentException – 如果permitsPerSecond为负数或者为0
create
public static RateLimiter create(double permitsPerSecond,long warmupPeriod,TimeUnit unit)
根据指定的稳定吞吐率和预热期来创建RateLimiter，这里的吞吐率是指每秒多少许可数（通常是指QPS，每秒多少查询），在这段预热时间内，RateLimiter每秒分配的许可数会平稳地增长直到预热期结束时达到其最大速率（只要存在足够请求数来使其饱和）。同样地，如果RateLimiter 在warmupPeriod时间内闲置不用，它将会逐步地返回冷却状态。也就是说，它会像它第一次被创建般经历同样的预热期。返回的RateLimiter 主要用于那些需要预热期的资源，这些资源实际上满足了请求（比如一个远程服务），而不是在稳定（最大）的速率下可以立即被访问的资源。返回的RateLimiter 在冷却状态下启动（即预热期将会紧跟着发生），并且如果被长期闲置不用，它将回到冷却状态。
参数:
permitsPerSecond – 返回的RateLimiter的速率，意味着每秒有多少个许可变成有效。
warmupPeriod – 在这段时间内RateLimiter会增加它的速率，在抵达它的稳定速率或者最大速率之前
unit – 参数warmupPeriod 的时间单位抛出:
IllegalArgumentException – 如果permitsPerSecond为负数或者为0
setRate
public final void setRate(double permitsPerSecond)
更新RateLimite的稳定速率，参数permitsPerSecond 由构造RateLimiter的工厂方法提供。调用该方法后，当前限制线程不会被唤醒，因此他们不会注意到最新的速率；只有接下来的请求才会。需要注意的是，由于每次请求偿还了（通过等待，如果需要的话）上一次请求的开销，这意味着紧紧跟着的下一个请求不会被最新的速率影响到，在调用了setRate 之后；它会偿还上一次请求的开销，这个开销依赖于之前的速率。RateLimiter的行为在任何方式下都不会被改变，比如如果 RateLimiter 有20秒的预热期配置，在此方法被调用后它还是会进行20秒的预热。
参数:
permitsPerSecond – RateLimiter的新的稳定速率
抛出:
IllegalArgumentException – 如果permitsPerSecond为负数或者为0
getRate
public final double getRate()
返回RateLimiter 配置中的稳定速率，该速率单位是每秒多少许可数。它的初始值相当于构造这个RateLimiter的工厂方法中的参数permitsPerSecond ，并且只有在调用setRate(double)后才会被更新。
acquire
public double acquire()
从RateLimiter获取一个许可，该方法会被阻塞直到获取到请求。如果存在等待的情况的话，告诉调用者获取到该请求所需要的睡眠时间。该方法等同于acquire(1)。
返回:
time spent sleeping to enforce rate, in seconds; 0.0 if not rate-limited
执行速率的所需要的睡眠时间，单位为妙；如果没有则返回0
acquire
public double acquire(int permits)
从RateLimiter获取指定许可数，该方法会被阻塞直到获取到请求数。如果存在等待的情况的话，告诉调用者获取到这些请求数所需要的睡眠时间。
参数:
permits – 需要获取的许可数
返回:
执行速率的所需要的睡眠时间，单位为妙；如果没有则返回0
抛出:
IllegalArgumentException – 如果请求的许可数为负数或者为0
tryAcquire
public boolean tryAcquire(long timeout,TimeUnit unit)
从RateLimiter获取许可如果该许可可以在不超过timeout的时间内获取得到的话，或者如果无法在timeout 过期之前获取得到许可的话，那么立即返回false（无需等待）。该方法等同于tryAcquire(1, timeout, unit)。
参数:
timeout – 等待许可的最大时间，负数以0处理
unit – 参数timeout 的时间单位
返回:
true表示获取到许可，反之则是false
抛出:
IllegalArgumentException – 如果请求的许可数为负数或者为0
tryAcquire
public boolean tryAcquire(int permits)
从RateLimiter 获取许可数，如果该许可数可以在无延迟下的情况下立即获取得到的话。该方法等同于tryAcquire(permits, 0, anyUnit)。
参数:
permits – 需要获取的许可数
返回:
true表示获取到许可，反之则是false
抛出:
IllegalArgumentException – 如果请求的许可数为负数或者为0
tryAcquire
public boolean tryAcquire()
从RateLimiter 获取许可，如果该许可可以在无延迟下的情况下立即获取得到的话。
该方法等同于tryAcquire(1)。
返回:
true表示获取到许可，反之则是false
tryAcquire
public boolean tryAcquire(int permits,long timeout,TimeUnit unit)
从RateLimiter 获取指定许可数如果该许可数可以在不超过timeout的时间内获取得到的话，或者如果无法在timeout 过期之前获取得到许可数的话，那么立即返回false （无需等待）。
参数:
permits – 需要获取的许可数
timeout – 等待许可数的最大时间，负数以0处理
unit – 参数timeout 的时间单位返回:
true表示获取到许可，反之则是false
抛出:
IllegalArgumentException -如果请求的许可数为负数或者为0
toString
public String toString()
以下描述复制于java.lang.Object类。
返回对象的字符表现形式。通常来讲，toString 方法返回一个“文本化呈现”对象的字符串。
结果应该是一个简明但易于读懂的信息表达式。建议所有子类都重写该方法。
toString 方法返回一个由实例的类名，字符’@’和以无符号十六进制表示的对象的哈希值组成的字符串。换句话说，该方法返回的字符串等同于：
getClass().getName() + ‘@’ + Integer.toHexString(hashCode())重载:
Object类的toString方法
返回:
对象的字符表现形式