要实现一定时间内只能发送一次请求,可以使用令牌桶算法来控制请求的频率。该算法的实现分为两个部分,一个是令牌桶的生成,另一个是令牌桶的消费。
令牌桶的生成
令牌桶生成的过程是不断往桶里添加令牌,直到桶的大小达到了上限。每隔一定时间添加一个令牌,即令牌的添加速率为r(个/s),则添加一个令牌的时间间隔为1/r(s)。
为了保证当前添加令牌的时间间隔不会过大,可以设置一个最大等待时间T(max_wait_time),当超过了该时间后就会按照时间间隔添加令牌。
令牌桶的消费
当接收到请求时,先检查当前令牌桶里是否有令牌。如果有,则将令牌取出,请求被处理,如果没有则请求被丢弃。
可以使用一个队列来存储请求,每次取出一个令牌进行处理,如果队列里还有请求则继续取出令牌处理,直到队列为空或没有令牌可用为止。
代码示例1:使用Python实现令牌桶算法
import time
class TokenBucket(object):
def __init__(self, rate, burst):
self._rate = rate # 令牌放入速率,单位:个/s
self._bucket_size = burst # 桶的大小
self._tokens = 0 # 当前令牌数量
self._last_consume_time = time.time() # 上一次消费时间,单位:s
self._max_wait_time = self._bucket_size / self._rate # 最大等待时间
def consume(self, tokens):
elapsed_time = time.time() - self._last_consume_time # 已过去时间
self._tokens = min(self._tokens + elapsed_time * self._rate, self._bucket_size) # 添加令牌
self._last_consume_time = time.time() # 更新上一次消费时间
if tokens <= self._tokens:
self._tokens -= tokens
return True
else:
return False
if __name__ == '__main__':
bucket = TokenBucket(5, 10) # 令牌放入速率为5个/s,桶的大小为10
for i in range(20): # 每个线程请求1个令牌
if bucket.consume(1):
print('请求成功')
else:
print('请求失败')
time.sleep(0.5)
代码示例2:使用Java实现令牌桶算法
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class TokenBucket {
private final AtomicInteger tokens;
private final int bucketSize;
private final double rate;
private long lastRefillTimestamp;
private final ReentrantLock lock;
private final Condition tokensAvailable;
public TokenBucket(double rate, int bucketSize) {
this.rate = rate;
this.bucketSize = bucketSize;
this.tokens = new AtomicInteger(bucketSize);
this.lastRefillTimestamp = System.currentTimeMillis();
this.lock = new ReentrantLock();
this.tokensAvailable = lock.newCondition();
}
public boolean consume(int numTokens) {
if (numTokens <= 0) {
return true;
}
try {
lock.lockInterruptibly();
refillTokens();
int currentTokens = tokens.get();
if (currentTokens >= numTokens) {
tokens.compareAndSet(currentTokens, currentTokens - numTokens);
return true;
}
return false;
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
private void refillTokens() {
long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
long millisSinceLastRefill = currentTimeMillis - lastRefillTimestamp;
int tokensToAdd = (int)(millisSinceLastRefill * rate / 1000);
if (tokensToAdd > 0) {
lastRefillTimestamp = currentTimeMillis;
tokens.set(Math.min(bucketSize, tokens.get() + tokensToAdd));
tokensAvailable.signalAll();
}
}
public boolean tryConsume(int numTokens, long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
if (numTokens <= 0) {
return true;
}
long timeoutMs = unit.toMillis(timeout);
lock.lockInterruptibly();
try {
long deadline = System.currentTimeMillis() + timeoutMs;
while (true) {
refillTokens();
int currentTokens = tokens.get();
if (currentTokens >= numTokens) {
tokens.compareAndSet(currentTokens, currentTokens - numTokens);
return true;
}
if (timeoutMs <= 0) {
return false;
}
tokensAvailable.await(timeoutMs, TimeUnit.MILLISECONDS);
timeoutMs = deadline - System.currentTimeMillis();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
本站文章如无特殊说明,均为本站原创,如若转载,请注明出处:如何设置一定时间内只能发送一次请求 - Python技术站