一、背景
在我们平时开发过程中，一般一个请求都是需要经过多个微服务的，比如：请求从A服务流过B服务，如果A服务请求过快，导致B服务响应慢，那么必然会导致系统出现问题。因为，我们就需要有限流操作。
二、实现功能
- 提供自定义的限流key生成，需要实现
KeyResolver接口。 - 提供默认的限流算法，实现实现
RateLimiter接口。 - 当限流的key为空时，直接不限流，放行，由参数
spring.cloud.gateway.routes[x].filters[x].args[x].deny-empty-key来控制 - 限流时返回客户端的相应码有
spring.cloud.gateway.routes[x].filters[x].args[x].status-code来控制,需要写这个org.springframework.http.HttpStatus类的枚举值。 RequestRateLimiter只能使用name || args这种方式来配置，不能使用简写的方式来配置。
RequestRateLimiter过滤器的redis-rate-limiter参数是在RedisRateLimiter的CONFIGURATION_PROPERTY_NAME属性配置的。构造方法中用到了。
三、网关层限流
限流的key 生成规则，默认是 PrincipalNameKeyResolver来实现
限流算法，默认是 RedisRateLimiter来实现，是令牌桶算法。
1、使用默认的redis来限流
在Spring Cloud Gateway中默认提供了 RequestRateLimiter 过滤器来实现限流操作。
1、引入jar包
com.alibaba.cloud
spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-gateway
org.springframework.cloud
spring-cloud-starter-loadbalancer
org.springframework.boot
spring-boot-starter-data-redis-reactive
org.projectlombok
lombok
2、编写配置文件
spring:
application:
name: gateway-9205
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: localhost:8847
gateway:
routes:
- id: user-provider-9206
uri: lb://user-provider-9206
predicates:
- Path=/user/**
filters:
- RewritePath=/user(?/?.*), $\{segment}
- name: RequestRateLimiter
args:
# 如果返回的key是空的话，则不进行限流
deny-empty-key: false
# 每秒产生多少个令牌
redis-rate-limiter.replenishRate: 1
# 1秒内最大的令牌，即在1s内可以允许的突发流程，设置为0，表示阻止所有的请求
redis-rate-limiter.burstCapacity: 1
# 每次请求申请几个令牌
redis-rate-limiter.requestedTokens: 1
redis:
host: 192.168.7.1
database: 12
port: 6379
password: 123456
server:
port: 9205
debug: true 
3、网关正常响应
4、网关限流响应
2、自定义限流算法和限流key
1、自定义限流key
编写一个类实现 KeyResolver 接口即可。
package com.huan.study.gateway;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.ratelimit.KeyResolver;
import org.springframework.cloud.gateway.route.Route;
import org.springframework.cloud.gateway.support.ServerWebExchangeUtils;
import org.springframework.http.server.reactive.ServerHttpRequest;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.server.ServerWebExchange;
import reactor.core.publisher.Mono;
import java.util.Optional;
/**
* 限流的key获取
*
* @author huan.fu 2021/9/7 - 上午10:25
*/
@Slf4j
@Component
public class DefaultGatewayKeyResolver implements KeyResolver {
@Override
public Mono resolve(ServerWebExchange exchange) {
// 获取当前路由
Route route = exchange.getAttribute(ServerWebExchangeUtils.GATEWAY_ROUTE_ATTR);
ServerHttpRequest request = exchange.getRequest();
String uri = request.getURI().getPath();
log.info("当前返回的uri:[{}]", uri);
return Mono.just(Optional.ofNullable(route).map(Route::getId).orElse("") + "/" + uri);
}
}
配置文件中的写法(部分)
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: user-provider-9206
filters:
- name: RequestRateLimiter
args:
# 返回限流的key
key-resolver: "#{@defaultGatewayKeyResolver}"
2、自定义限流算法
编写一个类实现 RateLimiter ，此处使用内存限流
package com.huan.study.gateway;
import com.google.common.collect.Maps;
import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;
import lombok.ToString;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.ratelimit.AbstractRateLimiter;
import org.springframework.cloud.gateway.support.ConfigurationService;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;
/**
* @author huan.fu 2021/9/7 - 上午10:36
*/
@Component
@Slf4j
@Primary
public class DefaultGatewayRateLimiter extends AbstractRateLimiter {
/**
* 和配置文件中的配置属性相对应
*/
private static final String CONFIGURATION_PROPERTY_NAME = "default-gateway-rate-limiter";
private RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(1);
protected DefaultGatewayRateLimiter(ConfigurationService configurationService) {
super(DefaultGatewayRateLimiter.Config.class, CONFIGURATION_PROPERTY_NAME, configurationService);
}
@Override
public Mono isAllowed(String routeId, String id) {
log.info("网关默认的限流 routeId:[{}],id:[{}]", routeId, id);
Config config = getConfig().get(routeId);
return Mono.fromSupplier(() -> {
boolean acquire = rateLimiter.tryAcquire(config.requestedTokens);
if (acquire) {
return new Response(true, Maps.newHashMap());
} else {
return new Response(false, Maps.newHashMap());
}
});
}
@Getter
@Setter
@ToString
public static class Config {
/**
* 每次请求多少个 token
*/
private Integer requestedTokens;
}
}
配置文件中的写法(部分)
spring:
cloud:
gateway:
routes:
- id: user-provider-9206
filters:
- name: RequestRateLimiter
args:
# 自定义限流规则
rate-limiter: "#{@defaultGatewayRateLimiter}"注意⚠️：
这个类需要加上 @Primary 注解。
3、配置文件中的写法
spring:
application:
name: gateway-9205
cloud:
nacos:
discovery:
server-addr: localhost:8847
gateway:
routes:
- id: user-provider-9206
uri: lb://user-provider-9206
predicates:
- Path=/user/**
filters:
- RewritePath=/user(?/?.*), $\{segment}
- name: RequestRateLimiter
args:
# 自定义限流规则
rate-limiter: "#{@defaultGatewayRateLimiter}"
# 返回限流的key
key-resolver: "#{@defaultGatewayKeyResolver}"
# 如果返回的key是空的话，则不进行限流
deny-empty-key: false
# 限流后向客户端返回的响应码429,请求太多
status-code: TOO_MANY_REQUESTS
# 每次请求申请几个令牌 default-gateway-rate-limiter 的值是在 defaultGatewayRateLimiter 中定义的。
default-gateway-rate-limiter.requestedTokens: 1
server:
port: 9205
debug: true 四、完成代码
https://gitee.com/huan1993/spring-cloud-alibaba-parent/tree/master/gateway-redis-limiter
五、参考文档
1、https://docs.spring.io/spring-cloud-gateway/docs/current/reference/html/#the-redis-ratelimiter