令牌桶限流-java实现

令牌桶的容量是c（个），令牌以速度r（个/秒）均匀的放入桐中，上个请求的时间为at（时间戳），上个请求后剩余的令牌数目为w（个），现在有个请求b对象进来了，现在请求的时间bt=now()，伪代码如上图，其中wb代表从at到bt时间段内产生的令牌数，产生的令牌数加上上次剩余的令牌数是不能大于桶容量的
Java实现代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.TimeUnit;public class BucketLimiter {/* 桶容量 */private final long c;/* 令牌放入速度 */private final int r;/* 桶初始化时间 */private final long initTime;/* 模拟redis缓存 */private final Map<String, Object> redisCache = new HashMap<>(2048);/* 请求时间redis key */public static final String REQUEST_TIME = "REQUEST_TIME";/* 请求后剩余令牌数redis key */public static final String TOKEN_REMAINS = "TOKEN_REMAINS";/*** @param c 桶容量* @param r 令牌放入速度*/public BucketLimiter(long c, int r) {this.c = c;this.r = r;this.initTime = System.currentTimeMillis();}/* 注意这里要加同步 */public synchronized boolean permit() {//获取上个请求后令牌桶状态BucketStatus status = getLastRequestBucketStatus();//上个请求时间final long at = status.getRequestTime();//上个请求后剩余令牌数long w = status.getRemains();//现请求时间final long bt = System.currentTimeMillis();//从上个请求到现在请求增加的令牌数final long wb = (bt - at)/1000 * r;System.out.println("===生产数："+wb);//现在桶里面剩余的令牌数w = Math.min(w + wb, c);//假设每次消耗一个令牌if (w > 0) {w--;//请求时间和剩余令牌数redisCache.put(REQUEST_TIME, bt);redisCache.put(TOKEN_REMAINS, w);return true;} else {return false;}}/*** @description 获取上个请求后令牌桶状态* @author yulin.chen* @date 2021/10/26 10:27*/private BucketStatus getLastRequestBucketStatus() {Object requestTime = redisCache.get(REQUEST_TIME);Object remains = redisCache.get(TOKEN_REMAINS);if (null == requestTime) {//请求时间为空就是第一次请求，剩余数设置为0，时间设置为初始化时间return new BucketStatus(0L, this.initTime);}return new BucketStatus(Long.parseLong(String.valueOf(remains)), Long.parseLong(String.valueOf(requestTime)));}/****/public static class BucketStatus {/* 剩余令牌数 */private final Long remains;/* 请求时间 */private final Long requestTime;public BucketStatus(Long remains, Long requestTime) {this.remains = remains;this.requestTime = requestTime;}public Long getRemains() {return remains;}public Long getRequestTime() {return requestTime;}}
}

测试代码

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {BucketLimiter limiter = new BucketLimiter(5000, 5);//生产5秒，每秒生产5个TimeUnit.SECONDS.sleep(5);for (int i = 0; i < 10000; i++) {new Thread(() -> System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " request permit:" + limiter.permit()), "[Thread " + i + "]").start();}
}

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