Spring Boot限流解决方案：保障系统稳定与高可用

在高并发的Web应用中，限流是一项重要的措施，用于保护系统免受流量暴增的影响。Spring
Boot作为一个流行的Java开发框架，提供了多种限流解决方案。本篇博客将深入介绍Spring Boot中常用的限流技术，包括使用Guava RateLimiter、Spring Cloud Gateway、Redis等，通过详细的解释和举例说明，帮助读者了解如何在Spring Boot应用中实现高效的限流措施，确保系统的稳定性和高可用性。

一、Guava RateLimiter限流

Guava RateLimiter是Guava库提供的一种简单且高效的限流工具，适用于单机应用的限流需求。

1. 引入Guava依赖：
   在Maven项目中，在pom.xml文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>30.1-jre</version>
</dependency>

2. 创建RateLimiter对象：
   使用RateLimiter.create()方法创建一个RateLimiter对象，设置每秒允许通过的请求数。
   示例代码：

import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;

// 每秒允许通过10个请求
RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(10.0);

3. 限流控制：
   使用tryAcquire()方法进行限流控制，如果能够获取到令牌，则表示允许通过；否则，表示限流。
   示例代码：

// 处理请求前进行限流控制
if (rateLimiter.tryAcquire()) {
    // 处理业务逻辑
    // ...
} else {
    // 返回限流提示信息
    // ...
}

二、Spring Cloud Gateway限流

Spring Cloud Gateway是一个基于Spring Boot的API网关，提供了全面的限流功能，适用于分布式系统的限流需求。

1. 引入Spring Cloud Gateway依赖：
   在Maven项目中，在pom.xml文件中添加如下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    <version>3.0.3</version>
</dependency>

2. 配置限流策略：
   在application.yml或application.properties中配置限流策略。
   示例配置（每秒允许通过10个请求）：

spring:
  cloud:
    gateway:
      default-filters:
        - name: RequestRateLimiter
          args:
            redis-rate-limiter.replenishRate: 10
            redis-rate-limiter.burstCapacity: 10

三、使用Redis实现分布式限流

当应用为分布式系统时，可以使用Redis作为共享的限流令牌桶，实现分布式限流。

1. 引入Redis依赖：
   在Maven项目中，在pom.xml文件中添加Spring Data Redis的依赖。

2. 使用RedisTemplate操作Redis：
   在Java代码中，使用RedisTemplate操作Redis存储令牌桶。

示例代码：

@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

private static final String REDIS_KEY = "request_rate_limiter";

// 限流控制
public boolean isAllowed(String key, long limit, long timeout) {
    RedisScript<Boolean> script = RedisScript.of(
        "local current;" +
        "current = redis.call('incr', KEYS[1]);" +
        "if tonumber(current) == 1 then" +
        "    redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[1]);" +
        "end;" +
        "if tonumber(current) > tonumber(ARGV[2]) then" +
        "    return 0;" +
        "end;" +
        "return 1;"
    , Boolean.class);

    List<String> keys = Collections.singletonList(REDIS_KEY + ":" + key);
    Boolean result = redisTemplate.execute(script, keys, timeout, limit);
    return result != null && result;
}

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Spring Boot为我们提供了多种灵活且高效的限流解决方案，包括Guava RateLimiter、Spring Cloud Gateway和Redis等。通过本篇博客的介绍和示例代码，我们了解了如何在Spring Boot应用中实现限流措施，保障系统的稳定性和高可用性。在实际应用中，根据项目需求和性能要求，选择合适的限流技术，并结合具体场景做出合理配置，将限流策略融入系统设计，能够保护系统免受高并发请求的影响，提高系统的可靠性和性能表现。