常见的限流算法

漏桶算法

漏桶法的关键点在于漏桶始终按照固定的速率运行，但是它并不能很好的处理有大量突发请求的场景，毕竟在某些场景下我们可能需要提高系统的处理效率，而不是一味的按照固定速率处理请求。

关于漏桶的实现，uber团队有一个开源的github.com/uber-go/ratelimit库。这个库的使用方法比较简单，Take() 方法会返回漏桶下一次滴水的时间。

package main

import (
   "fmt"
   "time"

   "go.uber.org/ratelimit"
)

func main() {
   r1 := ratelimit.New(10) // (10表示1s/10，即每100ms(0.1s)运行一次；同理，1表示1s/1,即每秒运行一次)
   prev := time.Now()
   for i := 0; i < 10; i++ {
      now := r1.Take()
      fmt.Println(i, now.Sub(prev))
      prev = now
   }
}

令牌桶算法

令牌桶(Token bucket)其实和漏桶的原理类似，令牌桶按固定的速率往桶里放入令牌，并且只要能从桶里取出令牌就能通过，令牌桶支持突发流量的快速处理。

对于从桶里取不到令牌的场景，我们可以选择等待也可以直接拒绝并返回。

对于令牌桶的Go语言实现，大家可以参照github.com/juju/ratelimit库。这个库支持多种令牌桶模式，并且使用起来也比较简单。

创建令牌桶的方法：

// 创建指定填充速率和容量大小的令牌桶
func NewBucket(fillInterval time.Duration, capacity int64) *Bucket
// 创建指定填充速率、容量大小和每次填充的令牌数的令牌桶
func NewBucketWithQuantum(fillInterval time.Duration, capacity, quantum int64) *Bucket
// 创建填充速度为指定速率和容量大小的令牌桶
// NewBucketWithRate(0.1, 200) 表示每秒填充20个令牌
func NewBucketWithRate(rate float64, capacity int64) *Bucket

取出令牌的方法如下：

// 取token（非阻塞）
func (tb *Bucket) Take(count int64) time.Duration
func (tb *Bucket) TakeAvailable(count int64) int64

// 最多等maxWait时间取token
func (tb *Bucket) TakeMaxDuration(count int64, maxWait time.Duration) (time.Duration, bool)

// 取token（阻塞）
func (tb *Bucket) Wait(count int64)
func (tb *Bucket) WaitMaxDuration(count int64, maxWait time.Duration) bool

虽说是令牌桶，但是我们没有必要真的去生成令牌放到桶里，我们只需要每次来取令牌的时候计算一下，当前是否有足够的令牌就可以了，具体的计算方式可以总结为下面的公式：

当前令牌数 = 上一次剩余的令牌数 + (本次取令牌的时刻-上一次取令牌的时刻)/放置令牌的时间间隔 * 每次放置的令牌数

我们推荐使用令牌桶算法。

gin中使用限流中间件

import (
   "github.com/gin-gonic/gin"
   "github.com/juju/ratelimit"
   "net/http"
   "time"
)

func RateLimit() gin.HandlerFunc {
   // 每100ms填充一个令牌，令牌桶容量为10000
   bucket := ratelimit.NewBucket(time.Microsecond*100, int64(10000))
   return func(c *gin.Context) {
      // 如果获取不到令牌就中断本次请求返回
      if bucket.TakeAvailable(1) < 1 {
         c.JSON(http.StatusOK, gin.H{
            "msg": "rate limit...",
         })
         c.Abort()
         return
      }
   }
}

我们可以看到这个中间件里面使用了c.Abort这一个代码，所以接下来我们来讲解一下c.Abort。

c.Next和c.Abort

Next()：在当前中间件中调用c.Next()时会中断当前中间件中后续的逻辑转而执行后续的中间件和handlers，等它们全部执行完之后再回来执行当前中间件的后续代码。

结论

c.Next()只针对当前的中间件，并不影响其他中间件。如果在中间件函数的非结尾调用Next()方法当前中间件剩余代码会被暂停执行，会先去执行后续中间件及handlers，等这些handlers全部执行完以后程序控制权会回到当前中间件继续执行剩余代码；
如果想中断剩余中间件以及handlers应该使用Abort方法，但需要注意当前中间件的剩余代码会继续执行。
如果想提前中止当前中间件的执行应该使用return退出而不是Next()方法；