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限流算法--漏桶算法和令牌桶算法

漏桶算法和令牌桶算法

    • 漏桶算法
    • 令牌桶算法

项目中用到了限流机制,在面试的时候也被面试官问到了,在此做个记录。高并发场景下常用的限流算法有两种,一种是漏桶算法,一种是令牌桶算法。

参考文档:https://www.cnblogs.com/aspirant/p/9093437.html

漏桶算法

漏桶算法思路

水(请求)先进入到漏桶里,漏桶以一定的速度出水,当水流入速度过大会直接溢出,可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。

限流算法--漏桶算法和令牌桶算法

漏桶算法缺点

在某些情况下,漏桶算法不能够有效地使用网络资源。因为漏桶的漏出速率是固定的参数,所以即使网络中不存在拥塞,漏桶算法也不能使某一个突发的流量通过。因此,漏桶算法对于存在突发特性的流量来说缺乏效率。而令牌桶算法则能够满足这些具有突发特性的流量。通常,漏桶算法与令牌桶算法可以结合起来为网络流量提供更大的控制。

令牌桶算法

对于很多应用场景来说,除了要求能够限制数据的平均传输速率外,还要求允许某种程度的突发传输。这时候漏桶算法可能就不合适了,令牌桶算法更为适合。如图所示,令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌,而如果请求需要被处理,则需要先从桶里获取一个令牌,当桶里没有令牌可取时,则拒绝服务。

限流算法--漏桶算法和令牌桶算法

令牌桶算法的基本过程

  1. 假如用户配置的平均发送速率为r,则每隔1/r秒一个令牌被加入到桶中
  2. 假设桶最多可以存发b个令牌。如果令牌到达时令牌桶已经满了,那么这个令牌会被丢弃
  3. 当一个n个字节的数据包到达时,就从令牌桶中删除n个令牌,并且数据包被发送到网络
  4. 如果令牌桶中少于n个令牌,那么不会删除令牌,并且认为这个数据包在流量限制之外

对于流量限制外的数据包的处理方式:

  1. 被丢弃
  2. 排放在队列中以便当令牌桶中累积了足够多的令牌时再传输
  3. 继续发送,但需要做特殊标记,网络过载的时候将这些特殊标记的包丢弃

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