用 Spring Boot 实现秒杀系统的流量控制：计数器算法与令牌桶算法

GeekLiHua

发布于 2025-01-21 15:46:36

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用 Spring Boot 实现秒杀系统的流量控制：计数器算法与令牌桶算法

在秒杀系统中，流量控制是至关重要的一环。为了防止瞬时的请求激增导致系统崩溃，我们可以采用计数器算法和令牌桶算法来限制用户的请求频率。本文将结合 Spring Boot，通过具体的代码示例介绍这两种算法，并使用生动的比喻来解释其原理。

1. 计数器算法

计数器算法是一种简单直观的流量控制方法。想象一下，我们有一个包裹计数器，每当用户发起秒杀请求，计数器就加一。当计数器超过设定的阈值时，我们暂时停止接收请求，以避免系统过载。

实现计数器算法的 Spring Boot 代码

@RestController
public class SeckillController {

    private static final int REQUEST_THRESHOLD = 100; // 设定的请求阈值
    private static int requestCounter = 0; // 请求计数器

    @GetMapping("/seckill")
    public ResponseEntity<String> seckill() {
        if (requestCounter < REQUEST_THRESHOLD) {
            // 处理秒杀逻辑
            requestCounter++;
            return ResponseEntity.ok("秒杀成功！");
        } else {
            // 请求超过阈值，返回限流提示
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS).body("请求过于频繁，请稍后重试。");
        }
    }
}

在这个例子中，SeckillController中的 /seckill 接口使用计数器算法来控制请求频率。当请求计数未超过阈值时，允许秒杀请求；当计数超过阈值时，返回请求过于频繁的提示。

2. 令牌桶算法

令牌桶算法是一种更为灵活的流量控制方式。我们可以将其比喻为一个装有令牌的桶，系统以一定的速率不断往桶中放入令牌。用户请求时，需要从桶中获取令牌，如果桶中没有足够的令牌，则拒绝请求。

实现令牌桶算法的 Spring Boot 代码

import java.util.concurrent.TimeUnit;

@RestController
public class SeckillController {

    private static final int REQUEST_RATE = 10; // 令牌桶速率（每秒放入的令牌数）
    private static final int BUCKET_CAPACITY = 20; // 令牌桶容量
    private static int availableTokens = BUCKET_CAPACITY; // 当前可用的令牌数量
    private static long lastRefillTime = System.currentTimeMillis(); // 上次令牌补充时间

    @GetMapping("/seckill")
    public ResponseEntity<String> seckill() {
        refillTokens(); // 补充令牌
        if (tryConsumeToken()) {
            // 处理秒杀逻辑
            return ResponseEntity.ok("秒杀成功！");
        } else {
            // 令牌不足，返回限流提示
            return ResponseEntity.status(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS).body("请求过于频繁，请稍后重试。");
        }
    }

    private synchronized void refillTokens() {
        long currentTime = System.currentTimeMillis();
        long elapsedTime = currentTime - lastRefillTime;
        int tokensToAdd = (int) (elapsedTime * (REQUEST_RATE / 1000.0));
        availableTokens = Math.min(BUCKET_CAPACITY, availableTokens + tokensToAdd);
        lastRefillTime = currentTime;
    }

    private synchronized boolean tryConsumeToken() {
        if (availableTokens >= 1) {
            availableTokens--;
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }
}

在这个例子中，SeckillController中的 /seckill 接口使用令牌桶算法来控制请求频率。通过 refillTokens 方法定期补充令牌，通过 tryConsumeToken 方法尝试获取令牌，从而控制秒杀请求的处理。

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2025-01-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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