如何在Java拦截器中实现请求限流

拦截器是Java中一种非常重要的组件，可以用于在请求到达控制器之前或之后执行一些特定的逻辑。请求限流是一种常见的需求，通过限制请求的频率和数量，可以保护服务器免受恶意攻击或异常流量的影响。在本文中，我们将探讨如何在Java拦截器中实现请求限流。

1. 了解请求限流的工作原理

在开始实现之前，我们需要确切地理解请求限流的工作原理。请求限流的核心思想是通过控制请求的速率和数量，以避免服务器过载。常见的限流算法包括固定窗口算法、滑动窗口算法和令牌桶算法等。

2. 创建请求限流拦截器

首先，我们需要创建一个自定义的拦截器类，用于实现请求限流的逻辑。可以继承HandlerInterceptorAdapter类，并重写preHandle方法来实现自己的逻辑。

import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
public class RateLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
    // 在这里实现请求限流的逻辑
}

3. 实现请求限流的逻辑

在RateLimitInterceptor类中，我们可以通过一些算法来实现请求限流的逻辑。以下是一个简单的固定窗口算法的示例：

import org.springframework.web.servlet.handler.HandlerInterceptorAdapter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
public class RateLimitInterceptor extends HandlerInterceptorAdapter {
    private static final int MAX_REQUESTS = 100; // 最大请求数量
    private static final long WINDOW_SIZE = 60 * 1000; // 窗口大小（毫秒）
    private static final Map<String, Queue<Long>> requestMap = new ConcurrentHashMap<>();
    @Override
    public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception {
        String ip = request.getRemoteAddr();
        long currentTime = System.currentTimeMillis();
        Queue<Long> queue = requestMap.getOrDefault(ip, new LinkedList<>());
        requestMap.put(ip, queue);
        // 移除窗口之外的请求时间
        while (!queue.isEmpty() && queue.element() < currentTime - WINDOW_SIZE) {
            queue.remove();
        }
        if (queue.size() >= MAX_REQUESTS) {
            response.sendError(HttpServletResponse.SC_TOO_MANY_REQUESTS, "Too many requests");
            return false;
        }
        queue.add(currentTime);
        return true;
    }
}

在上述示例中，我们使用ConcurrentHashMap来存储不同IP的请求队列。每次请求前，我们会检查请求队列的大小是否超过最大请求数量，如果超过则返回”Too many requests”的响应，否则将当前请求的时间加入到队列中。

4. 配置拦截器

要使拦截器生效，我们需要对其进行配置。可以选择在Spring的配置文件中配置拦截器，也可以使用注解来进行配置。

4.1. 在Spring配置文件中配置拦截器

在Spring的配置文件（比如application.xml）中，可以使用<mvc:interceptors>标签来配置拦截器：

<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"
    xsi:schemaLocation="
        http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
        http://www.springframework.org/schema/mvc http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc.xsd">
    <mvc:interceptors>
        <bean class="com.example.RateLimitInterceptor" />
    </mvc:interceptors>
</beans>

4.2. 使用注解配置拦截器

除了在配置文件中配置拦截器外，还可以使用注解来进行配置。可以在自定义的拦截器类上使用@Interceptors注解来指定拦截器：

@Configuration
public class AppConfig extends WebMvcConfigurerAdapter {
    @Override
    public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) {
        registry.addInterceptor(new RateLimitInterceptor());
    }
}

5. 测试请求限流

现在，我们已经完成了请求限流拦截器的实现和配置。可以通过发送大量的请求来测试请求限流的效果。当请求达到最大请求数量时，服务器会返回”Too many requests”的响应。

通过在拦截器中实现请求限流的逻辑，我们可以在Java应用中有效地保护服务器免受异常请求的影响。此外，我们还可以根据实际需求进行更复杂的请求限流策略的实现。