go 框架中实现限流保护令牌桶算法是一种限流方法，它可防止系统在高并发场景下过载。在 go 中使用令牌桶算法实现限流 protection：创建令牌桶限流器。尝试获取令牌（允许）。如果有足够的令牌，则获取令牌并允许请求。如果没有令牌，则拒绝请求。

Go 框架中实现限流保护

简介

限流是一个至关重要的技术，可以在高并发场景下保护系统免受过载。在 Go 中实现限流保护有多种方法，本文将探讨使用令牌桶算法实现的一个简单而有效的方案。

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令牌桶算法

令牌桶算法是一种经典的限流算法。它可以想象成一个桶，其中装有令牌。每次请求到达时，就会从桶中取走一个令牌。如果桶中没有令牌，则请求会被拒绝（限流）。令牌不断以固定的速率生成，当请求高峰期过后，桶中的令牌数量会逐渐恢复。

实现

在 Go 中实现令牌桶算法很简单：

import (
    "context"
    "sync"
    "time"
)

// 令牌桶限流器
type TokenBucketLimiter struct {
    // 最大令牌数
    maxTokens int
    // 当前令牌数
    tokens int
    // 令牌生成速率（令牌数/秒）
    rate     float64
    // 上次生成令牌时间
    lastGen  time.Time
    // 互斥锁
    lock     sync.Mutex
}

// NewTokenBucketLimiter 创建新的令牌桶限流器
func NewTokenBucketLimiter(maxTokens int, rate float64) *TokenBucketLimiter {
    return &TokenBucketLimiter{
        maxTokens: maxTokens,
        tokens:    0,
        rate:      rate,
        lastGen:   time.Now(),
    }
}

// Allow 尝试获取令牌
func (l *TokenBucketLimiter) Allow(ctx context.Context) bool {
    l.lock.Lock()
    defer l.lock.Unlock()

    // 计算当前令牌数
    now := time.Now()
    l.tokens += int(l.rate * now.Sub(l.lastGen).Seconds())
    if l.tokens > l.maxTokens {
        l.tokens = l.maxTokens
    }
    l.lastGen = now

    // 如果有足够的令牌，则获取令牌并允许请求
    if l.tokens > 0 {
        l.tokens--
        return true
    }

    // 如果没有令牌，则拒绝请求
    return false
}

实战案例

下面是一个简单的示例，展示如何使用令牌桶限流器限制对 HTTP 路由的请求：

import (
    "log"
    "net/http"

    "github.com/go-chi/chi/v5/middleware"
    "your-app/ratelimit"
)

// 创建令牌桶限流器
limiter := ratelimit.NewTokenBucketLimiter(100, 10)

// 创建 HTTP 路由
r := chi.NewRouter()

// 使用限流器中间件保护路由
r.Use(middleware.Limit(limiter))

// 处理请求
r.HandleFunc("/", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    if limiter.Allow(r.Context()) {
        // 允许请求，执行业务逻辑
    } else {
        // 拒绝请求，返回错误
        http.Error(w, "Service is busy, please try again later.", http.StatusTooManyRequests)
    }
})

结论

使用令牌桶算法实现限流保护是简单且有效的，它可以防止系统在高并发场景下过载。本文介绍的 Go 框架实现提供了易于使用的 API，可以轻松集成到您的应用程序中。在实现限流时，请仔细选择令牌桶的参数（最大令牌数和生成速率），以获得最佳效果。