ASP.NET Core中使用令牌桶限流的实现

在限流时一般会限制每秒或每分钟的请求数，简单点一般会采用计数器算法，这种算法实现相对简单，也很高效，但是无法应对瞬时的突发流量。

比如限流每秒100次请求，绝大多数的时间里都不会超过这个数，但是偶尔某一秒钟会达到120次请求，接着很快又会恢复正常，假设这种突发的流量不会对系统稳定性带来实质性的影响，则可以在一定程度上允许这种瞬时的突发流量，从而为用户带来更好的可用性体验。这就是令牌桶算法的用武之地。

该算法的基本原理是：有一个令牌桶，容量是x，每y单位时间会向桶中放入z个令牌，如果桶中的令牌数超过x，则丢弃令牌；请求要想通过首先需要从令牌桶中获取一个令牌，获取不到令牌则拒绝请求。可以看出对于令牌桶算法x、y、z这几个数的设定特别重要，z应该略大于绝大数时候的y单位时间内的请求数，系统会长期处于这个状态，x可以是系统允许承载的瞬时最大请求数，系统不能长时间处于这个状态。

这里介绍一个asp.net core的中间件来满足令牌桶限流需求： fireflysoft.ratelimit.aspnetcore 。使用步骤如下：

1、安装nuget包

有多种安装方式，选择自己喜欢的就行了。

包管理器命令：

或者.net命令:

或者项目文件直接添加：

2、使用中间件

在startup中使用中间件，演示代码如下（下边会有详细说明）：

如上需要先注册服务，然后使用中间件。

注册服务的时候需要提供限流算法和对应的规则：

• 这里使用进程内令牌桶算法，对于分布式服务还可以使用redis令牌桶算法，支持stackexchange.redis。
• 桶的容量是30，每秒流入10个令牌。
• extracttarget用于提取限流目标，这里是每个不同的请求path。如果有io请求，这里还支持对应的异步方法extracttargetasync。
• checkrulematching用于验证当前请求是否限流。如果有io请求，这里还支持对应的异步方法checkrulematchingasync。
• 默认被限流时会返回httpstatuscode 429，可以在addratelimit时使用可选参数error自定义这个值，以及http header和body中的内容。
• 基本的使用就是上边例子中的这些了。

另外这个项目也支持.net framework，需要安装另一个包 fireflysoft.ratelimit.aspnet ，如果你的程序基于.net 4.x，可以选择这个版本。

同时在非web应用场景也有对应的包支持： fireflysoft.ratelimit.core ,只不过需要自己处理限流结果。

他们的使用方法都很类似，逻辑也很简单，都是需要先创建一个算法实例，然后通过这个实例去检查每一次请求，根据业务需要处理检查结果就可以了。

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