接入层限流之ngx_http_limit_req_module

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ngx_http_limit_req_module模块是Nginx提供的基于漏桶算法实现的请求限流模块，用于对指定KEY对应的请求进行限流，比如按照IP维度限制请求速率。ngx_http_limit_req_module官方文档

配置示例

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
    limit_conn_log_level error;
    limit_conn_status 503;
    ...
    server {
    ...
    location /limit {
        limit_req zone=one burst=5 nodelay;
    }

• limit_req：配置限流区域、桶容量（突发容量，默认0）、是否延迟模式（默认延迟）；
• limit_req_zone：配置限流KEY、及存放KEY对应信息的共享内存区域大小、固定请求速率；此处指定的KEY是“$binary_remote_addr”表示IP地址；固定请求速率使用rate参数配置，支持10r/s和60r/m，即每秒10个请求和每分钟60个请求，不过最终都会转换为每秒的固定请求速率（10r/s为每100毫秒处理一个请求；60r/m，即每1000毫秒处理一个请求）。
• limit_conn_status：配置被限流后返回的状态码，默认返回503；
• limit_conn_log_level：配置记录被限流后的日志级别，默认error级别。

limit_req的主要执行过程如下所示：

1. 请求进入后首先判断最后一次请求时间相对于当前时间（第一次是0）是否需要限流，如果需要限流则执行步骤2，否则执行步骤3；
2. 如果没有配置桶容量（burst），则桶容量为0；按照固定速率处理请求；如果请求被限流，则直接返回相应的错误码（默认503）；
   如果配置了桶容量（burst>0）且是延迟模式(没有配置nodelay)；如果桶满了，则新进入的请求被限流；如果没有满则请求会以固定平均速率被处理（按照固定速率并根据需要延迟处理请求，延迟使用休眠实现）；
   如果配置了桶容量（burst>0）且非延迟模式（配置了nodelay）；不会按照固定速率处理请求，而是允许突发处理请求；如果桶满了，则请求被限流，直接返回相应的错误码；
3. 如果没有被限流，则正常处理请求；
4. Nginx会在相应时机进行选择一些（3个节点）限流KEY进行过期处理，进行内存回收。

Nginx配置

定义IP维度的限流区域：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
limit_conn_log_level info; 
limit_conn_status 503;

server {
    listen       8000;
    server_name  localhost;

    location /limit {
       limit_req zone=one burst=5 nodelay;
       proxy_pass http://127.0.0.1:8081; 
    }

}

每秒1个请求，桶容量为5，如果桶满了直接拒绝新请求，且每秒最多1个请求，桶按照固定1秒的速率以nodelay模式处理请求。
使用AB测试工具进行测试，并发数为5个，总的请求数为30个：

ab -n 30 -c 5 http://127.0.0.1:8000/limit/test

查看nginx access.log：

image.png

也可以按照server维度进行限制。

改写响应

如果被限流，直接返回的是503，如果想要友好提示，也可以改写响应的内容

location /dealwith_503{ 
  set $ret_body '{"code": "503","message": "操作太频繁了，请坐下来喝杯茶。"}';
   if ( $arg_callback != "" ) 
   { 
       return 200 'try{$arg_callback($ret_body)}catch(e){}'; 
   } 
   return 200 $ret_body; 
}

location /limit {
       limit_req zone=one burst=5 nodelay;
       proxy_pass http://127.0.0.1:8081; 
       error_page 503 =200 /dealwith_503?callback=$arg_callback;
}

上面直接将503状态码改成了200，并改了提示信息，这里只是举个例子，实际应用中不要改http状态码。

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