一算法

滑动窗口算法弥补了计数器算法的不足。滑动窗口算法把间隔时间划分成更小的粒度，当更小粒度的时间间隔过去后，把过去的间隔请求数减掉，再补充一个空的时间间隔。

如下图所示，把1分钟划分为10个更小的时间间隔，每6s为一个间隔。

1 一个时间窗口为1分钟，滑动窗口分成10个格子，每个格子6秒。

2 每过6秒，滑动窗口向右移动1个格子。

3 每个格子都有独立的计数器。

4 如果时间窗口内所有的计数器之和超过了限流阀值，则触发限流操作。

如下图所示，滑动窗口算法比计数器算法控制得更精细。

用户在0:59 时刻发送了100个请求，第10个格子的计数器增加100，下一秒的时候时间窗口向右移动1格，这时再来100个请求就超过了阈值，不会处理这100个请求，这样就避免了计数器场景出现的问题。

滑动窗口设置得越精细，限流的效果越好，但滑动窗口的时间间隔（小格子）多了，存储的空间也会增加。

二需求

1 设计一个滑动窗口，窗口有10个格子，每个格子10秒，每隔10秒移动一格。

2 装满所有格子的时间为 10 * 10 = 100 秒。也就是说时间窗口是 100 秒。

3 从100秒开始，开始滑动，新请求数开始覆盖老请求数。

三代码

package currentLimit;import java.util.Date;
import java.util.Random;/**
* @className: CounterLimit
* @description: 滑动窗口算法
* @date: 2022/1/8
* @author: cakin
*/
public class SlideWindowLimit {// 滑动窗口大小static final int size = 10;// 滑动窗口数组，每移动一个格子，更新对应数据项的值static int window[] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};// 理解为移动窗口中正在计数的格子static int curId = 0;// 记录上次统计时间static Date lastDate = new Date();// 当前窗口计数总和static int counter = 0;/*** 功能描述：模拟一次请求是否限流** @return true：限流 false；不限流* @author 贝医* @date 2022/1/8* @description:*/static boolean slideWindowLimit() {// 获取当前时间Date now = new Date();// 当前时间同上次记录时间的间隔，单位为秒long time = (now.getTime() - lastDate.getTime()) / 1000;// 按照新的移动窗口进行计数if (time >= 10) {// 当前计数格子的下一个格子将被清掉重写curId++;curId = curId % size;int newCurId = curId;// 下一个格子将被清掉，总数据减掉counter = counter - window[newCurId];// 新格子设置为1window[newCurId] = 1;// 记录滑动的时间lastDate = now;} else {// 当前计数的格子++window[curId];}++counter;return counter >= 1000;}// 测试方法public static void main(String[] args) {for (; ; ) {// 模拟一秒try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}Random random = new Random();int i = random.nextInt(3);// 模拟1秒内请求8次if (i == 1) {for (int j = 0; j < 8; j++) {if (slideWindowLimit()) {System.out.println("限流了" + counter);} else {System.out.println("没限流" + counter);}}} else if (i == 2) { // 模拟1秒内请求9次for (int j = 0; j < 9; j++) {if (slideWindowLimit()) {System.out.println("限流了" + counter);} else {System.out.println("没限流" + counter);}}} else { // 模拟1秒内请求10次for (int j = 0; j < 10; j++) {if (slideWindowLimit()) {System.out.println("限流了" + counter);} else {System.out.println("没限流" + counter);}}}}}
}

四测试

五说明

记录滑动窗口中的请求数。滑动窗口中的请求数控制在 1000以内。滑动窗口能记录100秒的请求，所以如果每秒请求不超过10，不会限流。测试用例也是这样设计的，每秒模拟发送的请求为8次，9次，10次。从测试结果来看，符合预期。

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