Java 调用方控制调用频次

介绍

在开发过程中，我们常常需要限制某些方法或接口的调用频次，以避免资源的过度占用或滥用。这就需要调用方对方法的调用进行控制，限制其调用的频次。本文将介绍如何在 Java 中实现调用方控制调用频次的方法，并提供相应的代码示例。

背景

在某些场景下，我们希望某个方法或接口的调用频次有一定的限制，以控制资源的使用或保护系统的稳定性。例如，在一个高并发的网络服务中，我们可能希望限制每个用户对某个接口的请求频次，以避免服务器过载或恶意攻击。

解决方案

Java 中可以通过以下几种方式实现调用方控制调用频次的功能：

  1. 使用计数器：调用方维护一个计数器，每次调用方法时将计数器加一，当计数器达到一定的阈值时，禁止再次调用。
public class Counter {
    private int count;
    private int threshold;

    public Counter(int threshold) {
        this.threshold = threshold;
    }

    public synchronized void increase() {
        count++;
    }

    public synchronized boolean allow() {
        if (count >= threshold) {
            return false;
        }
        increase();
        return true;
    }
}

// 使用示例
Counter counter = new Counter(10);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    if (counter.allow()) {
        // 执行方法或接口调用
    } else {
        // 超过调用频次限制，执行相应的处理逻辑
    }
}
  1. 使用时间戳：调用方记录每次方法调用的时间戳，当两次调用的时间间隔小于某个阈值时，禁止再次调用。
public class Timestamp {
    private long lastTimestamp;
    private long interval;

    public Timestamp(long interval) {
        this.interval = interval;
    }

    public synchronized boolean allow() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        if (now - lastTimestamp < interval) {
            return false;
        }
        lastTimestamp = now;
        return true;
    }
}

// 使用示例
Timestamp timestamp = new Timestamp(1000);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    if (timestamp.allow()) {
        // 执行方法或接口调用
    } else {
        // 超过调用频次限制，执行相应的处理逻辑
    }
}
  1. 使用漏桶算法：漏桶算法是一种常用的限流算法，它模拟了一个固定容量的漏桶，请求以固定的速率流入漏桶，当漏桶溢满时，多余的请求将被丢弃。
public class LeakyBucket {
    private int capacity;
    private int rate;
    private int water;
    private long lastTimestamp;

    public LeakyBucket(int capacity, int rate) {
        this.capacity = capacity;
        this.rate = rate;
        this.water = 0;
        this.lastTimestamp = System.currentTimeMillis();
    }

    public synchronized boolean allow() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        int delta = (int) ((now - lastTimestamp) / 1000) * rate;
        water = Math.max(0, water - delta);
        lastTimestamp = now;
        if (water < capacity) {
            water++;
            return true;
        }
        return false;
    }
}

// 使用示例
LeakyBucket leakyBucket = new LeakyBucket(10, 2);
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    if (leakyBucket.allow()) {
        // 执行方法或接口调用
    } else {
        // 超过调用频次限制，执行相应的处理逻辑
    }
}

流程图

下图是使用漏桶算法进行调用频次控制的流程图：

flowchart TD
    A(开始)
    B{是否允许调用}
    C[执行方法或接口调用]
    D(结束)
    A --> B
    B -->|允许调用| C
    B -->|禁止调用| D
    C --> B