一、啥是请求限流以及为啥要搞它
在咱开发 API 的时候，有时候会遇到一些不怀好意的人恶意刷新接口，这就会给服务器带来很大的压力，甚至可能让服务器崩溃。请求限流就是一种防止这种情况发生的策略，它可以控制在一定时间内，某个客户端或者某个 IP 地址对 API 的请求次数。
比如说，你开了一家小超市，每天只能接待一定数量的顾客。如果一下子来了太多顾客，超市就会变得拥挤不堪，员工也忙不过来，甚至可能会出乱子。请求限流就相当于超市门口的保安，他会根据超市的承载能力，控制进入超市的顾客数量。
二、ASP.NET Core 里的请求限流策略
在 ASP.NET Core 中，有好几种请求限流的策略可以用，下面咱来详细说说。
固定窗口策略
这个策略就像是一个固定大小的窗口，在这个窗口时间内，只允许一定数量的请求通过。比如说，我们规定在 1 分钟内，每个 IP 地址最多只能请求 10 次 API。如果超过了这个次数，就会被拒绝。
下面是一个使用固定窗口策略的示例（技术栈：DotNetCore、C#）：
// 首先，我们需要安装 AspNetCoreRateLimit 包，使用 Nuget 或者 Package Manager 都可以
using AspNetCoreRateLimit;
// 在 Startup.cs 里配置服务
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// 配置 IP 限流服务
services.AddMemoryCache();
services.Configure<IpRateLimitOptions>(options =>
{
// 定义规则
options.GeneralRules = new List<RateLimitRule>
{
new RateLimitRule
{
Endpoint = "*", // 对所有端点生效
Limit = 10, // 限制 10 次请求
Period = "1m" // 时间窗口为 1 分钟
}
};
});
services.AddSingleton<IIpPolicyStore, MemoryCacheIpPolicyStore>();
services.AddSingleton<IRateLimitCounterStore, MemoryCacheRateLimitCounterStore>();
services.AddSingleton<IRateLimitConfiguration, RateLimitConfiguration>();
services.AddControllers();
}
// 在 Configure 方法里启用中间件
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseIpRateLimiting();
app.UseRouting();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllers();
});
}
滑动窗口策略
滑动窗口策略比固定窗口策略更灵活一些。它不是固定一个时间窗口，而是随着时间的推移，窗口会不断滑动。比如说，在 1 分钟内，每个 IP 地址最多只能请求 10 次 API。但是这个 1 分钟的窗口是不断滑动的，而不是固定的。
下面是一个使用滑动窗口策略的示例（技术栈：DotNetCore、C#）：
// 同样，先安装 AspNetCoreRateLimit 包
using AspNetCoreRateLimit;
// 在 Startup.cs 里配置服务
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddMemoryCache();
services.Configure<IpRateLimitOptions>(options =>
{
// 定义规则，使用滑动窗口
options.GeneralRules = new List<RateLimitRule>
{
new RateLimitRule
{
Endpoint = "*",
Limit = 10,
Period = "1m",
// 滑动窗口的间隔
Window = "10s"
}
};
});
services.AddSingleton<IIpPolicyStore, MemoryCacheIpPolicyStore>();
services.AddSingleton<IRateLimitCounterStore, MemoryCacheRateLimitCounterStore>();
services.AddSingleton<IRateLimitConfiguration, RateLimitConfiguration>();
services.AddControllers();
}
// 在 Configure 方法里启用中间件
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
app.UseIpRateLimiting();
app.UseRouting();
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllers();
});
}
三、请求限流的应用场景
请求限流在很多场景下都能派上用场，下面给大家举几个例子。
防止恶意攻击
就像前面说的，有些坏人会恶意刷新 API，想把服务器搞垮。通过请求限流，我们可以限制他们的请求次数，保护服务器的安全。
控制资源使用
有些 API 可能会消耗大量的服务器资源，比如数据库查询、文件上传等。通过请求限流，我们可以控制每个客户端对这些 API 的使用频率，避免资源被过度占用。
遵守第三方服务的规则
有些第三方服务可能会对我们的请求次数有限制，比如一些 API 提供商。通过在自己的 API 里设置请求限流，我们可以确保不会超过第三方服务的限制。
四、技术优缺点分析
优点
- 提高服务器稳定性：通过限制请求次数，可以避免服务器因为过多的请求而崩溃，提高服务器的稳定性。
- 保护资源：可以控制对服务器资源的使用，避免资源被过度占用。
- 防止恶意攻击：有效防止恶意刷新 API 的行为，保护系统的安全。
缺点
- 可能影响正常用户：如果限流规则设置得不合理，可能会影响正常用户的使用体验。比如说，有些用户可能需要频繁地请求 API，但是因为限流规则的限制，他们的请求会被拒绝。
- 增加开发复杂度：实现请求限流需要额外的代码和配置，会增加开发的复杂度。
五、注意事项
在使用请求限流的时候，有一些注意事项需要大家了解。
合理设置限流规则
限流规则要根据实际情况来设置，不能太严格也不能太宽松。如果太严格，会影响正常用户的使用；如果太宽松，就起不到限流的作用。
考虑分布式系统
如果你的应用是分布式的，那么在使用请求限流的时候，要考虑如何在多个服务器之间同步限流信息。可以使用 Redis 等分布式缓存来实现。
监控和调整
要对请求限流的效果进行监控，根据监控结果及时调整限流规则。比如说，如果发现某个 IP 地址经常被限流，但是它实际上是正常用户，那么就需要调整规则。
六、总结
请求限流是一种非常重要的策略，可以帮助我们防止 API 被恶意刷新，保护服务器的安全和稳定。在 ASP.NET Core 中，我们可以使用固定窗口、滑动窗口等策略来实现请求限流。在使用请求限流的时候，我们要合理设置规则，考虑分布式系统的情况，并且要对效果进行监控和调整。
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