分布式系統學習 16 彈力設計篇 限流設計

2021-10-02 19:12:48 字數 1678 閱讀 6624

限流,是對併發訪問進行限速,保護系統不會在過載的情況下出現問題

一般來說,觸發的限流行為如下

一般的做法,是當流量暴增的時候,將同一時間內發起請求數最多的客戶端請求全部丟棄。這種方法可以抵擋住惡意發起的高併發請求。

關閉或是把後端服務做降級處理,騰出資源處理更多的請求。

降級的方式有:

一般會使用乙個佇列來緩衝大量的請求,佇列如果滿了,那麼就只能拒絕使用者了。

動用自動化運維的方式對相應的服務做自動化的伸縮。需要乙個應用效能的監控系統,感知最繁忙的top服務,並通過自動化的發布、部署和服務註冊的運維系統去伸縮它們。如果是資料庫的壓力,那麼彈性伸縮應用是沒什麼用的

維護乙個計數器 counter,當乙個請求來時,就做加一操作,當乙個請求處理完後就做減一操作,來實現最簡單的限流演算法。這個 counter 大於某個數了(設定的限流閾值),那麼就開始拒絕請求以保護系統的負載了。

請求的速度可以是波動的,而處理的速度則是非常均速的,有點像乙個 fifo 的演算法。

優先順序的佇列

在上面這個 fifo 的佇列上加上優先順序,處理時先處理高優先順序的佇列,然後再處理低優先順序的佇列。只有高優先順序的佇列被處理完成後,才會處理低優先順序的佇列。

有個問題是: 如果高優先順序的佇列一直未處理完,那麼低優先順序的佇列的請求一直得不到處理。使用帶權重的佇列可以處理

帶權重的佇列

分配不同比例的處理時間到不同的佇列上。如下圖所示,有三個佇列的權重分布是 3:2:1。

佇列演算法需要用佇列長度來控制流量,在配置上比較難操作。佇列過長,佇列還未滿時後端已經受不住壓力掛掉了。

可參看限流演算法之漏桶演算法、令牌桶演算法

一般來說,這個「漏斗」是用乙個佇列來實現的,漏斗演算法其實就是在佇列請求中加上乙個限流器,強行限制資料的傳輸速率。

可參看限流演算法之漏桶演算法、令牌桶演算法

令牌桶演算法(token bucket)和 leaky bucket 效果一樣但方向相反的演算法,

系統會按恆定時間間隔往桶裡加入token(想象和漏洞漏水相反,有個水龍頭在不斷的加水),如果桶已經滿了就不再加了.新請求來臨時,會各自拿走乙個token,如果沒有token可拿了就阻塞或者拒絕服務.在流量小的時候「攢錢」,流量大的時候,可以快速處理。

上面的演算法有個不好的地方,就是需要設定乙個確定的限流值。而這個閾值不是那麼好確定的,需要做效能測試,找到系統最大的效能值。很多時候並不知道這個限流值,或是很難給出乙個合適的值。

很難設定限流值的原因

基於上述這些原因,限流的值是很難被靜態地設定成恆定的乙個值。使用一種動態限流的方式,不再設定乙個特定的流控值,而是能夠動態地感知系統的壓力來自動化地限流。這方面設計的典範是 tcp 協議的擁塞控制的演算法(可參看 、 。

分布式系統學習 17 彈力設計篇 降級設計

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