ASP.NET Core使用固定窗口限流

关于“ASP.NET Core使用固定窗口限流”的完整攻略，我会给你一个详细的解释：

什么是固定窗口限流

固定窗口限流是一种常用的限流算法，它将时间分成固定的窗口，每个窗口内的请求次数不能超过一定的阈值。举个例子：如果我们将时间分成1秒钟的窗口，设置每个窗口内最多只能处理10个请求，那么当某个窗口内的请求数超过10个时，则该窗口内的请求需要被限制。

如何使用固定窗口限流

在ASP.NET Core中，我们可以通过使用Middleware来实现固定窗口限流。具体步骤如下：

1. 安装AspNetCoreRateLimit NuGet包

dotnet add package AspNetCoreRateLimit

1. 在Startup.cs文件中注册限流中间件

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    // 注册限流服务
    services.AddMemoryCache();
    services.Configure<IpRateLimitOptions>(Configuration.GetSection("IpRateLimiting"));
    services.Configure<IpRateLimitPolicies>(Configuration.GetSection("IpRateLimitPolicies"));
    services.AddSingleton<IIpPolicyStore, MemoryCacheIpPolicyStore>();
    services.AddSingleton<IRateLimitCounterStore, MemoryCacheRateLimitCounterStore>();
    services.AddSingleton<IRateLimitConfiguration, RateLimitConfiguration>();
}

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    app.UseIpRateLimiting();
    app.UseRouting();
    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapControllers();
    });
}

1. 在appsettings.json文件中配置限流策略

"IpRateLimiting": {
  "Enabled": true,
  "IpWhitelist": [],
  "IpAddressHeaders": [],
  "GeneralRules": [
    {
      "Endpoint": "*",
      "Period": "5m",
      "Limit": 1000
    }
  ],
  "EndpointRules": []
},
"IpRateLimitPolicies": {
  "Quick": {
    "Rules": [
      {
        "Endpoint": "*",
        "Period": "1m",
        "Limit": 30
      }
    ]
  },
  "AbitSlow": {
    "Rules": [
      {
        "Endpoint": "*",
        "Period": "5m",
        "Limit": 150
      }
    ]
  }
}

上述配置中，"GeneralRules"为全局限流策略，"EndpointRules"为针对具体Endpoint的限流策略。"IpRateLimitPolicies"定义了不同的限流策略，可以根据自己的需要进行配置。

1. 使用限流特性标记Controller或Action方法

[ApiController]
[Route("[controller]")]
[EnableRateLimiting("AbitSlow")]
public class WeatherForecastController : ControllerBase
{
    // ...
}

通过使用EnableRateLimiting特性，将创建一个名为"AbitSlow"的限流策略，并应用于该控制器中的所有Action方法上。

示例说明

这里给出两个简单的示例：

示例1

首先创建一个名为"限流演示"的ASP.NET Core Web应用程序，在WeatherForecastController中添加代码：

[ApiController]
[Route("[controller]")]
[EnableRateLimiting("Quick")]
public class WeatherForecastController : ControllerBase
{
    private static readonly string[] Summaries = new[]
    {
        "Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching"
    };

    private readonly ILogger<WeatherForecastController> _logger;

    public WeatherForecastController(ILogger<WeatherForecastController> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    [HttpGet]
    public IEnumerable<WeatherForecast> Get()
    {
        var rng = new Random();
        return Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast
        {
            Date = DateTime.Now.AddDays(index),
            TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
            Summary = Summaries[rng.Next(Summaries.Length)]
        })
        .ToArray();
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public WeatherForecast Get(int id)
    {
        var rng = new Random();
        return new WeatherForecast
        {
            Date = DateTime.Now.AddDays(id),
            TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
            Summary = Summaries[rng.Next(Summaries.Length)]
        };
    }
}

在appsettings.json中添加以下配置：

"IpRateLimitPolicies": {
  "Quick": {
    "Rules": [
      {
        "Endpoint": "*",
        "Period": "1m",
        "Limit": 5
      }
    ]
  }
}

启动应用程序并使用浏览器或Postman发送多个请求，可以看到在1分钟内只能处理5个请求，超出该限制的请求将被拦截。

示例2

接下来创建一个控制器用于测试针对具体Endpoint的限流策略：

[ApiController]
[Route("[controller]")]
public class TestController : ControllerBase
{
    [HttpGet("1")]
    [EnableRateLimiting("Quick")]
    public ActionResult<string> Test1()
    {
        return "Test1";
    }

    [HttpGet("2")]
    [EnableRateLimiting("AbitSlow")]
    public ActionResult<string> Test2()
    {
        return "Test2";
    }
}

在appsettings.json中添加以下配置：

"IpRateLimitPolicies": {
  "Quick": {
    "Rules": [
      {
        "Endpoint": "/test/1",
        "Period": "1m",
        "Limit": 2
      }
    ]
  },
  "AbitSlow": {
    "Rules": [
      {
        "Endpoint": "/test/2",
        "Period": "10s",
        "Limit": 1
      }
    ]
  }
}

启动应用程序并发送多个请求，观察控制台输出，可以看到针对/Test/1的Endpoint在1分钟内只能处理2个请求，而针对/Test/2的Endpoint在10秒内只能处理1个请求。如果请求超过了限制，将会返回429状态码。