Spring Cloud Gateway④自定义限流控制策略

• 背景
• 本文开发环境介绍
• 新增每秒限流过滤器
• • 自定义DemoRateLimitPerSecondGatewayFilterFactory类
  • 修改路由配置
  • 验证每秒限流策略
• 新增每天限流过滤器
• • 自定义DemoRateLimitPerDayGatewayFilterFactory类
  • 修改路由配置
  • 验证每秒限流策略
• 总结

• Spring Cloud Gateway①入门以及自定义过滤器开发
• Spring Cloud Gateway②聚合Swagger
• Spring Cloud Gateway③编码实现动态增加、修改、删除路由

以上文章演示了Gateway的部分功能的自定义开发，API网关还承担了流量入口的角色，为了保护后端微服务不被高峰流量冲垮，API网关可以进行限流、熔断、降级处理。熔断、降级有Hystrix等组件支持，限流策略也有RequestRateLimiter，我们这篇文章主要演示如何自定义限流策略，学会了自定义限流后，就可以开发更多满足自己业务需求的功能了。

本文继续接着上一篇文章往下讲，代码和配置都是接着上一篇，如有看不懂的地方可以把前面关于Gateway的内容过目一下。

import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.AbstractGatewayFilterFactory;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
@Slf4j
public class DemoRateLimitPerSecondGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory {

    private final Map> rateLimitMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public DemoRateLimitPerSecondGatewayFilterFactory() {
        super(Config.class);
    }

    @Override
    public List shortcutFieldOrder() {
        // yml配置文件中参数的赋值顺序
        return Arrays.asList("limit");
    }

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return (exchange, chain) -> {
            String path = exchange.getRequest().getPath().toString();
            long nowSecond = System.currentTimeMillis() / 1000;
            Map apiCount = rateLimitMap.computeIfAbsent(nowSecond, k->new HashMap(){{
                put(path, new AtomicInteger(1));
            }});
            AtomicInteger count = apiCount.computeIfAbsent(path, k->new AtomicInteger(1));
            int countValue = count.get();
            log.debug("count: {}", countValue);
            if(countValue > config.getLimit()) {
                exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS);
                return exchange.getResponse().setComplete();
            }
            count.addAndGet(1);
            return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(()->{
                rateLimitMap.keySet().stream().filter(time->time
        private Integer limit;
    }
}

这个过滤器可以根据每秒请求次数进行限制，超过指定的次数，则返回429状态码

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: demo-gateway
  cloud:
    gateway:
      #路由配置
      routes:
        - id: baidu
          uri: https://www.baidu.com
          predicates:
            - Path=/baidu
          filters:
            - DemoRateLimitPerSecond=1
            - StripPrefix=1
            - Demo=true,hello,world
            - name: Demo
              args:
                enabled: true
                arg1: hello2
                arg2: world2

上面配置了DemoRateLimitPerSecond限流策略，每秒1个请求

在浏览器输入http://localhost:8081/baidu, 按F5刷新几次

出现以上图片内容，表示限流策略已经生效了。

import lombok.Data;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.GatewayFilter;
import org.springframework.cloud.gateway.filter.factory.AbstractGatewayFilterFactory;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.time.LocalDate;
import java.time.ZoneId;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
@Slf4j
public class DemoRateLimitPerDayGatewayFilterFactory extends AbstractGatewayFilterFactory {

    private final Map> rateLimitMap = new ConcurrentHashMap<>();

    public DemoRateLimitPerDayGatewayFilterFactory() {
        super(Config.class);
    }

    @Override
    public List shortcutFieldOrder() {
        // yml配置文件中参数的赋值顺序
        return Arrays.asList("limit");
    }

    @Override
    public GatewayFilter apply(Config config) {
        return (exchange, chain) -> {
            String path = exchange.getRequest().getPath().toString();
            long nowSecond = LocalDate.now().atStartOfDay().atZone(ZoneId.systemDefault()).toInstant().getEpochSecond();
            Map apiCount = rateLimitMap.computeIfAbsent(nowSecond, k->new HashMap(){{
                put(path, new AtomicInteger(1));
            }});
            AtomicInteger count = apiCount.computeIfAbsent(path, k->new AtomicInteger(1));
            int countValue = count.get();
            log.debug("count: {}", countValue);
            if(countValue > config.getLimit()) {
                exchange.getResponse().setStatusCode(HttpStatus.TOO_MANY_REQUESTS);
                return exchange.getResponse().setComplete();
            }
            count.addAndGet(1);
            return chain.filter(exchange).then(Mono.fromRunnable(()->{
                rateLimitMap.keySet().stream().filter(time->time
        private Integer limit;
    }
}

这个过滤器可以根据每天请求次数进行限制，超过指定的次数，则返回429状态码

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: demo-gateway
  cloud:
    gateway:
      #路由配置
      routes:
        - id: baidu
          uri: https://www.baidu.com
          predicates:
            - Path=/baidu
          filters:
            - DemoRateLimitPerSecond=10
            - DemoRateLimitPerDay=2
            - StripPrefix=1
            - Demo=true,hello,world
            - name: Demo
              args:
                enabled: true
                arg1: hello2
                arg2: world2

上面配置了

• DemoRateLimitPerSecond限流策略，每秒10个请求
• DemoRateLimitPerDay限流策略，每天2个请求
  期望的结果是：能通过每秒10个请求的限制，但过不了每天2个请求的限制。（当然这样的限制仅是为了演示，实际业务中每天的请求次数一般会高于每秒请求次数）

在浏览器输入http://localhost:8081/baidu, 按F5刷新后

出现以上图片内容，表示限流策略已经生效了。
想验证细节的小伙伴可以在对应的过滤器进行断点，查看具体的次数值，控制台也会输出请求的次数

以上演示了如何在Gateway中实现自定义限流策略，并且简单实现了每秒、每天的限流算法，掌握之后，大家就可以结合自己实际的业务场景进行愉快的开发了。Gateway本身也提供了一些强大的限流策略，比如令牌桶算法的限流策略，是一个基于Redis实现的漏桶算法，下一篇会专门开一篇讲Gateway的令牌桶算法策略。