令牌桶算法原理及实现,图文详解
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在高并发的场景里,由于突发流量过大,经常会限流,而限流就会涉及到具体的算法,令牌桶算法就是一种限流算法,今天分享令牌桶算法@mikechen。
令牌桶简介
令牌桶,英文名token bucket,可以看作是一个存放令牌的容器,预先设定一定的容量,系统按设定的速度向桶中放置令牌,当桶中令牌满时,多余的令牌溢出。
如下图所示:
为什么需要令牌桶?
在高并发系统,比如大家熟知的秒杀,这个时候有大量的用户在同一时间大量涌入,这个时候很可能会超过系统的承受能力,这个就需要考虑限流了。
而令牌桶算法就是限流的一种策略,是进行流量限制的一种常用算法,常用于控制发送到网络上的数据的数量,并允许突发数据的发送。
为了保证系统的稳定运行,一旦达到的需要限制的阈值,就需要限制流量并采取一些措施以完成限制流量的目的,比如:延迟处理,拒绝处理,或者部分拒绝处理等等。
令牌桶算法原理
令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌,如果请求需要被处理,则需要先从桶里获取一个令牌,当桶满时新添加的令牌被丢弃或拒绝。
令牌桶算法流程,如下图所示:
令牌桶算法流程
大致分为如下三步:
第一步:放入令牌到桶
按照固定的速率被放入令牌桶中,比如每秒放10个、100个、1000个令牌到桶中。
第二步:获取令牌
所有的请求在处理之前都需要拿到一个可用的令牌才会被处理。
第三步 :令牌桶满了拒绝
比如:桶中最多能放10000个令牌,当桶满时,就不能继续放入了,新添加的令牌要么被丢弃,要么就直接拒绝。
令牌桶算法实现
可以使用google提供的guava工具来实现。
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
</dependency>
// 每秒生成2个令牌
RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(2);
for (int i = 0; i < 6; i++) {
new Thread(() -> {
// 获得令牌
rateLimiter.acquire();
System.out.println(LocalDateTime.now());
}).start();
}
可以通过RateLimiter限流组件来实现。
以上,是令牌桶算法原理及实现的详细解析,欢迎评论区留言交流或拓展。
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