聊聊高并发系统之限流特技（二）(转)

上一篇《聊聊高并发系统限流特技-1》讲了限流算法、应用级限流、分布式限流；本篇将介绍接入层限流实现。

接入层限流

接入层通常指请求流量的入口，该层的主要目的有：负载均衡、非法请求过滤、请求聚合、缓存、降级、限流、 A/B 测试、服务质量监控等等，可以参考笔者写的《 使用 Nginx+Lua(OpenResty) 开发高性能 Web 应用 》。

对于 Nginx 接入层限流可以使用 Nginx 自带了两个模块：连接数限流模块 ngx_http_limit_conn_module 和漏桶算法实现的请求限流模块 ngx_http_limit_req_module 。还可以使用 OpenResty 提供的 Lua 限流模块 lua-resty-limit-traffic 进行更复杂的限流场景。

limit_conn 用来对某个 KEY 对应的总的网络连接数进行限流，可以按照如 IP 、域名维度进行限流。 limit_req 用来对某个 KEY 对应的请求的平均速率进行限流，并有两种用法：平滑模式（ delay ）和允许突发模式 (nodelay) 。

ngx_http_limit_conn_module

limit_conn 是对某个 KEY 对应的总的网络连接数进行限流。可以按照 IP 来限制 IP 维度的总连接数，或者按照服务域名来限制某个域名的总连接数。但是记住不是每一个请求连接都会被计数器统计，只有那些被 Nginx 处理的且已经读取了整个请求头的请求连接才会被计数器统计。

配置示例：

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http {

limit_conn_zone$binary_remote_addr zone=addr:10m;
limit_conn_log_level error;
limit_conn_status 503;

...

server {

...

location /limit {

limit_conn addr 1;

}

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limit_conn ：要配置存放 KEY 和计数器的共享内存区域和指定 KEY 的最大连接数；此处指定的最大连接数是 1 ，表示 Nginx 最多同时并发处理 1 个连接；

limit_conn_zone ：用来配置限流 KEY 、及存放 KEY 对应信息的共享内存区域大小；此处的 KEY 是“ $binary_remote_addr ”其表示 IP 地址，也可以使用如 $server_name 作为 KEY 来限制域名级别的最大连接数；

limit_conn_status ：配置被限流后返回的状态码，默认返回 503 ；

limit_conn_log_level ：配置记录被限流后的日志级别，默认 error 级别。

limit_conn 的主要执行过程如下所示：

1 、请求进入后首先判断当前 limit_conn_zone 中相应 KEY 的连接数是否超出了配置的最大连接数；

2.1 、如果超过了配置的最大大小，则被限流，返回 limit_conn_status 定义的错误状态码；

2.2 、否则相应 KEY 的连接数加 1 ，并注册请求处理完成的回调函数；

3 、进行请求处理；

4 、在结束请求阶段会调用注册的回调函数对相应 KEY 的连接数减 1 。

limt_conn 可以限流某个 KEY 的总并发 / 请求数， KEY 可以根据需要变化。

按照 IP 限制并发连接数配置示例：

首先定义 IP 维度的限流区域：

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limit_conn_zone $binary_remote_addrzone=perip:10m;

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接着在要限流的 location 中添加限流逻辑：

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location /limit {

limit_conn perip 2;

echo "123";

}

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即允许每个 IP 最大并发连接数为 2 。

使用 AB 测试工具进行测试，并发数为 5 个，总的请求数为 5 个：

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ab -n 5 -c 5 http://localhost/limit

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将得到如下 access.log 输出：

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[08/Jun/2016:20:10:51+0800] [1465373451.802] 200

[08/Jun/2016:20:10:51+0800] [1465373451.803] 200

[08/Jun/2016:20:10:51 +0800][1465373451.803] 503

[08/Jun/2016:20:10:51 +0800][1465373451.803] 503

[08/Jun/2016:20:10:51 +0800][1465373451.803] 503

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此处我们把 access log 格式设置为 log_format main  '[$time_local] [$msec] $status' ；分别是“日期 日期秒 / 毫秒值 响应状态码”。

如果被限流了，则在 error.log 中会看到类似如下的内容：

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2016/06/08 20:10:51 [error] 5662#0: *5limiting connections by zone "perip", client: 127.0.0.1, server: _,request: "GET /limit HTTP/1.0", host: "localhost"

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按照域名限制并发连接数配置示例：

首先定义域名维度的限流区域 ：

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limit_conn_zone $ server_name zone=perserver:10m;

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