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Spring Cloud Gateway限流詳解

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Spring Cloud

Spring Cloud Gatway内置的 RequestRateLimiterGatewayFilterFactory 提供限流的能力，基于令牌桶算法实现。目前，它内置的 RedisRateLimiter ，依赖Redis存储限流配置，以及统计数据。当然你也可以实现自己的RateLimiter，只需实现 org.springframework.cloud.gateway.filter.ratelimit.RateLimiter 接口，或者继承 org.springframework.cloud.gateway.filter.ratelimit.AbstractRateLimiter 。

漏桶算法：

想象有一个水桶，水桶以一定的速度出水（以一定速率消费请求），当水流速度过大水会溢出（访问速率超过响应速率，就直接拒绝）。

漏桶算法的两个变量：

水桶漏洞的大小：rate

最多可以存多少的水：burst

令牌桶算法：

系统按照恒定间隔向水桶里加入令牌（Token），如果桶满了的话，就不加了。每个请求来的时候，会拿走1个令牌，如果没有令牌可拿，那么就拒绝服务。

TIPS

Redis Rate Limiter的实现基于这篇文章： Stripe

Spring官方引用的令牌桶算法文章： Token Bucket Algorithm ，有兴趣可以看看。

写代码

加依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis-reactive</artifactId>
</dependency>

写配置：

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: after_route
          uri: lb://user-center
          predicates:
            - TimeBetween=上午0:00,下午11:59
          filters:
            - AddRequestHeader=X-Request-Foo, Bar
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                # 令牌桶每秒填充平均速率
                redis-rate-limiter.replenishRate: 1
                # 令牌桶的上限
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 2
                # 使用SpEL表达式从Spring容器中获取Bean对象
                key-resolver: "#{@pathKeyResolver}"
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379

写代码：按照X限流，就写一个针对X的KeyResolver。

@Configuration
public class Raonfiguration {
    /**
     * 按照Path限流
     *
     * @return key
     */
    @Bean
    public KeyResolver pathKeyResolver() {
        return exchange -> Mono.just(
            exchange.getRequest()
                .getPath()
                .toString()
        );
    }
}

这样，限流规则即可作用在路径上。

例如：
# 访问：http://${GATEWAY_URL}/users/1，对于这个路径，它的redis-rate-limiter.replenishRate = 1，redis-rate-limiter.burstCapacity = 2；
# 访问：http://${GATEWAY_URL}/shares/1，对这个路径，它的redis-rate-limiter.replenishRate = 1，redis-rate-limiter.burstCapacity = 2；

测试

持续高速访问某个路径，速度过快时，返回 HTTP ERROR 429 。

拓展

你也可以实现针对用户的限流：

@Bean
public KeyResolver userKeyResolver() {
    return exchange -> Mono.just(exchange.getRequest().getQueryParams().getFirst("user"));
}

针对来源IP的限流：

@Bean
public KeyResolver ipKeyResolver() {
  return exchange -> Mono.just(
    exchange.getRequest()
    .getHeaders()
    .getFirst("X-Forwarded-For")
  );
}