Java 实现令牌桶限流算法 原生极简实现 包括单机和多线程版本

令牌桶算法简介

令牌桶是指一个限流容器，容器有最大容量，每秒或每100ms产生一个令牌（具体取决于机器每秒处理的请求数），当容量中令牌数量达到最大容量时，令牌数量也不会改变了，只有当有请求过来时，使得令牌数量减少（只有获取到令牌的请求才会执行业务逻辑），才会不断生成令牌，所以令牌桶算法是一种弹性的限流算法

限流完下一步我们可以做什么呢，限流完后所有请求都是获取令牌的，都是我们要执行的，但是如果还有很多请求，这时我们要有一个方式决定怎样执行这些请求，这个方式称为调度，可以看我这篇文章 调度算法

令牌桶算法限流范围：

假设令牌桶最大容量为n，每秒产生r个令牌

1. 平均速率：则随着时间推延，处理请求的平均速率越来越趋近于每秒处理r个请求，说明令牌桶算法可以控制平均速率
2. 瞬时速率：如果在一瞬间有很多请求进来，此时来不及产生令牌，则在一瞬间最多只有n个请求能获取到令牌执行业务逻辑，所以令牌桶算法也可以控制瞬时速率

在这里提下漏桶，漏桶由于出水量固定，所以无法应对突然的流量爆发访问，也就是没有保证瞬时速率的功能，但是可以保证平均速率

单机版实现

1. capacity为当前令牌桶的中令牌数量，timeStamp为上一次请求获取令牌的时间，我们没必要真的实现计时器每秒产生多少令牌放入容器中，只要记住上一次请求到来的时间，和这次请求的差值就知道在这段时间内产生了多少令牌
2. 下面假设100ms产生1个令牌，且令牌桶最大容量为10
3. Thread.sleep是模拟不同请求到来的间隔，改变间隔可以看到不同现象

public class LeakyBucketAlgorithm {
   
    private int capacity = 10;
    private long timeStamp = System.currentTimeMillis();

    public boolean getToken() {
   
        if (capacity > 0) {
   
            capacity--;
            return true;
        }
        long current = System.currentTimeMillis();
        if (current - timeStamp >= 100) {
   
            if ((current - timeStamp) / 100 >=