目錄

簡介

1. 使用Guava的RateLimiter實現限流

添加Guava依賴

實現RateLimiter限流邏輯

限流管理類

控制器中應用限流邏輯

2. 使用計數器實現限流

限流管理類

控制器中應用限流邏輯

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簡介

針對某個IP進行限流以防止惡意點擊是一種常見的反爬蟲和防止DoS的措施。限流策略通過對某個IP的訪問頻率進行控制，防止惡意用戶對應用造成負面的影響。

以下是實現限流的步驟和方法，在Java后端通常這樣實現：

1. 使用Guava的RateLimiter實現限流

Guava庫提供了一個簡單而高效的限流工具：RateLimiter，可以方便的實現針對IP的訪問頻率控制。

添加Guava依賴

首先，在pom.xml文件中添加Guava依賴：

<dependency><groupId>com.google.guava</groupId><artifactId>guava</artifactId><version>30.1-jre</version>
</dependency>

實現RateLimiter限流邏輯

限流管理類

創建一個類來管理針對IP的限流：

import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;public class RateLimiterManager {private final ConcurrentMap<String, RateLimiter> rateLimiterMap = new ConcurrentHashMap<>();private final double permitsPerSecond = 1.0; // 每秒允許1次請求public boolean tryAcquire(String ip) {RateLimiter rateLimiter = rateLimiterMap.computeIfAbsent(ip, k -> RateLimiter.create(permitsPerSecond));return rateLimiter.tryAcquire();}
}

控制器中應用限流邏輯

在Spring Boot控制器中應用限流邏輯：

import com.xfusion.rate1.limit.RateLimiterManager;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import java.io.IOException;@RestController
@RequestMapping("/test")
public class TestController {private final RateLimiterManager rateLimiterManager=new RateLimiterManager();@RequestMapping("/t1")public void test1(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {String param=request.getRemoteAddr();if(rateLimiterManager.tryAcquire(param)) {response.getWriter().write("Request processed for " + param);} else {response.setStatus(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN);response.getWriter().write("Request limit for " + param);}}
}

private final ConcurrentMap<String, RateLimiter> rateLimiterMap = new ConcurrentHashMap<>();

• ConcurrentMap<String, RateLimiter>：

  • 使用ConcurrentMap來存儲每個IP的限流器（RateLimiter）。
  • ConcurrentMap接口允許高效地進行并發訪問和更新，確保線程安全。

• new ConcurrentHashMap<>()：

  • 實例化一個ConcurrentHashMap，它是ConcurrentMap的常用實現。這種數據結構支持線程安全的讀寫操作，適合限流場景。

private final double permitsPerSecond = 1.0; // 每秒允許1次請求

• permitsPerSecond：
  • 定義一個double類型的常量permitsPerSecond，值為1.0。
  • 表示每秒允許1次請求的限流速率。RateLimiter根據此值來創建相應的限流器。

RateLimiter rateLimiter = rateLimiterMap.computeIfAbsent(ip, k -> RateLimiter.create(permitsPerSecond));

• computeIfAbsent：

  • computeIfAbsent方法用于檢查map中是否已經存在為該IP準備的RateLimiter。
  • 若不存在，則使用k -> RateLimiter.create(permitsPerSecond)創建一個新的RateLimiter。這個lambda部分表示為未存在的IP創建一個新的RateLimiter，限流速率為permitsPerSecond。

• RateLimiter.create(permitsPerSecond)：

  • 調用RateLimiter類的靜態方法create，以指定速率創建一個新的限流器實例。這使得每秒最多處理一個請求。

return rateLimiter.tryAcquire();

• rateLimiter.tryAcquire()：
  • 嘗試獲取一個請求許可。在給定的限流速率范圍內，如果成功獲取許可，則返回true，否則返回false。
  • tryAcquire使得在請求達到速率限制時，予以限制，而不使請求排隊。

response.setStatus(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN);

如果我們發現請求達到了上限的時候，設置相應的狀態碼，然后前端會根據相應的狀態碼來完成請求，同時就防止這個ip然后再進行訪問。

2. 使用計數器實現限流

計數器限流比較簡單，通過記錄每個IP的請求次數并在指定時間窗口內進行限流。

限流管理類

創建一個類來管理限流邏輯：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
@Slf4j
@Configuration
@Component
public class CounterRateLimiter {private final ConcurrentHashMap<String, AtomicInteger> requestCounts = new ConcurrentHashMap<>();private final int maxRequestsPerMinute = 10;public boolean tryAcquire(String ipAddress) {AtomicInteger requestCount = requestCounts.computeIfAbsent(ipAddress, k -> new AtomicInteger(0));int currentCount = requestCount.incrementAndGet();log.info("IP: " + ipAddress + ", Current Count: " + currentCount);return currentCount <= maxRequestsPerMinute;}public void resetCounts() {log.info("Reset counts");requestCounts.clear();}@Scheduled(fixedRate = 10000)public void resetCountsScheduled() {log.info("刷新這個ip的次數");resetCounts();}
}

在開啟定時任務的時候，要在Application上添加上@EnableScheduling這個注解

@SpringBootApplication
@Configuration
@EnableScheduling
public class Rate1Application {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(Rate1Application.class, args);}}

控制器中應用限流邏輯

在Spring Boot控制器中應用限流邏輯，并定期重置計數器：

private final CounterRateLimiter counterRateLimiter;public TestController(CounterRateLimiter counterRateLimiter) {this.counterRateLimiter = counterRateLimiter;}@RequestMapping("/t2")public void test2(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws IOException {String param = request.getRequestURI();if (counterRateLimiter.tryAcquire(param)) {log.info("打印日志1");response.getWriter().write("Request processed for test2 " + param);} else {log.info("打印日志2");response.setStatus(HttpServletResponse.SC_FORBIDDEN);response.getWriter().write("Request limit for test2" + param);}}

@Scheduled(fixedRate = 10000)
public void resetCountsScheduled() {log.info("刷新這個ip的次數");resetCounts();
}

• @Scheduled(fixedRate = 10000)：注解用于配置定時任務，每10秒執行一次。
  • fixedRate：設定定時任務的執行頻率，這里設置為每10000毫秒（即每10秒）。
• resetCountsScheduled 方法：定時任務調用?resetCounts?方法清空計數器。
  • 日志記錄：記錄定時任務執行。
  • 調用 resetCounts：每10秒自動調用?resetCounts?方法重置計數器。

public void resetCounts() {log.info("Reset counts");requestCounts.clear();
}

resetCounts：用于重置計數器。

• 日志記錄：記錄重置計數器操作。
• clear：清空?requestCounts?中的所有鍵值對，重置所有IP的計數器