常见的限流算法有哪些?

常见的限流算法主要有以下几种：

计数器算法

• 原理：在固定时间窗口内，对请求进行计数，当请求数达到设定的阈值时，就开始限流，拒绝后续请求。例如，在 1 分钟的时间窗口内，设定阈值为 100 次请求，每来一次请求，计数器就加 1，若 1 分钟内请求次数超过 100 次，后续请求就会被限制。
• 优点：实现简单，易于理解和部署。
• 缺点：存在临界问题，比如在时间窗口切换时，可能会出现双倍阈值的请求量，导致限流不够精确。

漏桶算法

• 原理：把请求看作是水，将水倒入漏桶中，漏桶以固定的速率出水（处理请求），如果水的流入速度超过了漏桶的出水速度，那么多余的水就会溢出（请求被拒绝）。
• 优点：可以平滑请求，能有效应对突发流量，保证系统以稳定的速率处理请求。
• 缺点：不能充分利用系统资源，因为即使系统在某个时刻有空闲资源，也只能按照固定速率处理请求。

令牌桶算法

• 原理：系统会以固定的速率向令牌桶中放入令牌，每个请求在处理之前需要从令牌桶中获取一个令牌，如果令牌桶中没有令牌了，那么请求就会被拒绝。
• 优点：能在限制流量的同时，允许一定程度的突发流量，只要令牌桶中有足够的令牌，就可以处理突发的大量请求，相对漏桶算法能更充分地利用系统资源。
• 缺点：实现相对复杂一些，需要维护令牌桶的状态，包括令牌的生成和获取等操作。

滑动窗口算法

• 原理：将时间窗口进行细分，例如把 1 分钟的时间窗口划分为 60 个 1 秒的小窗口，每个小窗口都有独立的计数器。随着时间的推移，时间窗口像滑动窗口一样不断移动，通过统计滑动窗口内的请求数量来判断是否需要限流。
• 优点：相比简单的计数器算法，能更精确地控制流量，解决了计数器算法在时间窗口切换时的临界问题。
• 缺点：实现相对复杂，需要更多的存储空间来记录每个小窗口的请求计数，性能开销相对较大。

分布式限流算法（基于 Redis 的令牌桶或计数器）

• 原理：在分布式系统中，利用 Redis 的原子指令和数据结构来实现限流。比如使用 Redis 的原子计数指令来实现计数器算法，或者利用 Redis 的有序集合等数据结构来实现令牌桶算法，通过在多个节点之间共享和同步限流状态，实现分布式环境下的统一限流。
• 优点：能很好地适应分布式系统的场景，保证整个分布式系统的限流效果。
• 缺点：依赖于 Redis 等外部组件，增加了系统的复杂性和维护成本，同时需要考虑网络延迟等因素对限流效果的影响。