.NET-高并发及限流方案

前言：高并发对我们来说应该都不陌生，特别想淘宝秒杀，竞价等等，使用的非常多，如何在高并发的情况下，使用限流，保证业务的进行呢。以下是一个实例，不喜勿喷！

总体思路：

1. 用一个环形来代表通过的请求容器。

2. 用一个指针指向当前请求所到的位置索引，来判断当前请求时间和当前位置上次请求的时间差，依此来判断是否被限制。

3. 如果请求通过，则当前指针向前移动一个位置，不通过则不移动位置

4. 重复以上步骤直到永远.......

.NET-高并发及限流方案-LMLPHP

以下代码的核心思路是这样的：指针当前位置的时间元素和当前时间的差来决定是否允许此次请求，这样通过的请求在时间上表现的比较平滑。

实例使用.net写的，仅供参考，了解思路和原理，需要者完全可以用其他方式语言来实现，很简单：

 public class LimitService
    {
        /// <summary>
        /// 当前指针位置
        /// </summary>
        public int currentIndex = 0;

        //限制的时间的秒数，即：x秒允许多少请求
        public int limitTimeSencond = 1;

        /// <summary>
        /// 请求环的数组容器
        /// </summary>
        public DateTime?[] requstRing { get; set; } = null;

        /// <summary>
        /// 容器改变或者移动指针时的锁；
        /// </summary>
        object obj = new object();

        public LimitService(int countPerSecond, int _limitTimeSencond)
        {
            limitTimeSencond = _limitTimeSencond;
            requstRing = new DateTime?[countPerSecond];
        }

        /// <summary>
        /// 程序是否可以继续
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public bool IsContinue()
        {
            lock (obj)
            {
                var currentNode = requstRing[currentIndex];
                if (currentNode != null && currentNode.Value.AddSeconds(limitTimeSencond) > DateTime.Now)
                {
                    return false;
                }

                //当前节点设置为当前时间
                requstRing[currentIndex] = DateTime.Now;
                //指针移动一个位置
                MoveNextIndex(ref currentIndex);
            }

            return true;
        }

        /// <summary>
        /// 改变每秒可以通过的请求数
        /// </summary>
        /// <param name="countPerSecond"></param>
        /// <returns></returns>
        public bool ChangeCountPerSecond(int countPerSecond)
        {
            lock (obj)
            {
                requstRing = new DateTime?[countPerSecond];

                currentIndex = 0;
            }

            return true;
        }

        /// <summary>
        /// 指针往前移动一个位置
        /// </summary>
        /// <param name="currentIndex"></param>
        public  void  MoveNextIndex (ref int currentIndex)
        {
            if(currentIndex!= requstRing.Length - 1)
            {
                currentIndex = currentIndex + 1;
            }
            else
            {
                currentIndex = 0;
            }
        }

测试程序如下：

 1  public class Program
 2     {
 3         static LimitService l = new LimitService(1000, 1);
 4         public static void Main(string[] args)
 5         {
 6
 7             int threadCount = 50;
 8
 9             while (threadCount >= 0)
10             {
11                 Thread t = new Thread(s => {
12                     Limit();
13
14                 });
15
16                 t.Start();
17
18                 threadCount--;
19             }
20
21             Console.ReadKey();
22         }
23
24         public static void Limit()
25         {
26             int i = 0;
27             int okCount = 0;
28             int noCount = 0;
29             Stopwatch w = new Stopwatch();
30             w.Start();
31             while (i < 1000000)
32             {
33                 var ret = l.IsContinue();
34                 if (ret)
35                 {
36                     okCount++;
37                 }
38                 else
39                 {
40                     noCount++;
41                 }
42                 i++;
43             }
44             w.Stop();
45             Console.WriteLine($"共用{w.ElapsedMilliseconds},允许：{okCount},  拦截：{noCount}");
46         }
47     }

测试结果：

.NET-高并发及限流方案-LMLPHP

最大用时7秒,共处理请求1000000*50=50000000 次

并未发生GC操作，内存使用率非常低，每秒处理 300万次+请求。以上程序修改为10个线程，大约用时4秒之内

.NET-高并发及限流方案-LMLPHP

如果是强劲的服务器或者线程数较少情况下处理速度将会更快！！！

以上就是测试的限制高并发的一种简单方案，当然还有其他方式比如：令牌桶算法，漏桶算法等等，可以去研究下！

以上仅为个人观点，如果错误，请大家指针，谢谢！

天空自由

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