算法 - 平滑窗口限流

有这么一个要求,要求在任意5分钟内请求数不得超过1000。

在实现上可以使用队列,请求来的时候先看队列尺寸是否达到1000

  • 如果没有达到,则将当前时间戳追加到队列尾部。
  • 如果达到,则看队列的头部元素(也是时间戳)距离当前时间是否超过5分钟
    • 如果没有超过,则说明最近5分钟里已经有1000个请求了,那么拒绝这个请求
    • 如果超过,则删除队列头部元素,将当前时间戳追加到队列尾部。

这种方式的好处在于能够精确的控制请求速率,并且时间窗口可以比较大,具备一定的弹性,而且窗口是平滑的。缺点是需要维护一个队列,占用内存空间。

代码实现如下:

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public class SynchronizedSmoothRateLimiter implements SmoothRateLimiter {

  /**
   * 时间窗口长度(单位ms)
   */
  private final long windowLength;

  /**
   * 时间窗口内能够有多少个请求
   */
  private final int maxRequests;

  /**
   * 时间窗口,内记录的是时间戳
   */
  private final Queue<Long> window = new LinkedList<>();

  public SynchronizedSmoothRateLimiter(long windowLength, int maxRequests) {
    this.windowLength = windowLength;
    this.maxRequests = maxRequests;
  }

  @Override
  public synchronized boolean tryAcquire() {
    long now = System.currentTimeMillis();
    int windowSize = window.size();
    if (windowSize < maxRequests) {
      window.add(now);
      return true;
    }

    long head = window.peek().longValue();
    long distant = now - head;
    if (distant <= windowLength) {
      return false;
    }
    window.poll();
    window.add(now);
    return true;
  }

}

相关代码在这里

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