Nginx限流如何实现

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nginx限流是如何工作的

nginx限流使用漏桶算法（leaky bucket algorithm），该算法广泛应用于通信和基于包交换计算机网络中，用来处理当带宽被限制时的突发情况。和一个从上面进水，从下面漏水的桶的原理很相似；如果进水的速率大于漏水的速率，这个桶就会发生溢出。

在请求处理过程中，水代表从客户端来的请求，而桶代表了一个队列，请求在该队列中依据先进先出（fifo）算法等待被处理。漏的水代表请求离开缓冲区并被服务器处理，溢出代表了请求被丢弃并且永不被服务。

一、限制访问频率（正常流量）

nginx中我们使用ngx_http_limit_req_module模块来限制请求的访问频率，基于漏桶算法原理实现。接下来我们使用 nginx limit_req_zone 和 limit_req 两个指令，限制单个ip的请求处理速率。

语法：limit_req_zone key zone rate

• key ：定义限流对象，binary_remote_addr 是一种key，表示基于 remote_addr(客户端ip) 来做限流，binary_ 的目的是压缩内存占用量。

• zone：定义共享内存区来存储访问信息， myratelimit:10m 表示一个大小为10m，名字为myratelimit的内存区域。1m能存储16000 ip地址的访问信息，10m可以存储16w ip地址访问信息。

• rate 用于设置最大访问速率，rate=10r/s 表示每秒最多处理10个请求。nginx 实际上以毫秒为粒度来跟踪请求信息，因此 10r/s 实际上是限制：每100毫秒处理一个请求。这意味着，自上一个请求处理完后，若后续100毫秒内又有请求到达，将拒绝处理该请求。

二、限制访问频率（突发流量）

按上面的配置在流量突然增大时，超出的请求将被拒绝，无法处理突发流量，那么在处理突发流量的时候，该怎么处理呢？nginx提供了 burst 参数来解决突发流量的问题，并结合 nodelay 参数一起使用。burst 译为突发、爆发，表示在超过设定的处理速率后能额外处理的请求数。

burst=20 nodelay表示这20个请求立马处理，不能延迟，相当于特事特办。不过，即使这20个突发请求立马处理结束，后续来了请求也不会立马处理。burst=20 相当于缓存队列中占了20个坑，即使请求被处理了，这20个位置这只能按 100ms一个来释放。这就达到了速率稳定，但突然流量也能正常处理的效果。

三、限制并发连接数

nginx 的ngx_http_limit_conn_module模块提供了对资源连接数进行限制的功能，使用 limit_conn_zone 和 limit_conn 两个指令就可以了。

limit_conn perip 20：对应的key是 $binary_remote_addr，表示限制单个ip同时最多能持有20个连接。 limit_conn perserver 100：对应的key是 $server_name，表示虚拟主机(server) 同时能处理并发连接的总数。注意，只有当 request header 被后端server处理后，这个连接才进行计数。

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