在开发分布式高并发系统时，我们通常有三种方法保护系统：缓存、降级、限流。

缓存

缓存的目的是提升系统访问速度和增大系统处理容量

降级

降级是当服务出现问题或者影响到核心流程时，需要暂时屏蔽掉，直接返回简单结果，而不继续执行后面正常的业务流程，待高峰或者问题解决后再打开

限流

限流的目的是通过对并发访问/请求进行限速，或者对一个时间窗口内的请求进行限速来保护系统，一旦达到限制速率则可以拒绝服务、排队或等待、降级等处理

IP:

IP(独立IP)：即Internet Protocol,指独立IP数。00:00-24:00内相同IP地址之被计算一次

QPS:

query per second,即每秒访问量。qps很大程度上代表了系统的繁忙度，每次请求可能存在多次的磁盘io，网络请求，多个cpu时间片，一旦qps超过了预先设置的阀值，可以考量扩容增加服务器，避免访问量过大导致的宕机

RT:

response time,每次请求的响应时间,直接决定用户体验性

信号量

1.Semaphore 简介

Semaphore，是JDK1.5的java.util.concurrent并发包中提供的一个并发工具类。

所谓Semaphore即 信号量 的意思。

这个叫法并不能很好地表示它的作用，更形象的说法应该是许可证管理器。

Semaphore，是JDK1.5的java.util.concurrent并发包中提供的一个并发工具类。

所谓Semaphore即信号量的意思。

这个叫法并不能很好地表示它的作用，更形象的说法应该是许可证管理器。

其作用在JDK注释中是这样描述的：

A counting semaphore.
Conceptually, a semaphore maintains a set of permits.
Each {@link #acquire} blocks if necessary until a permit is available, and then takes it.
Each {@link #release} adds a permit, potentially releasing a blocking acquirer.
However, no actual permit objects are used; the {@code Semaphore} just keeps a count of the number available and acts accordingly.

翻译过来，就是：

Semaphore是一个计数信号量。
从概念上将，Semaphore包含一组许可证。
如果有需要的话，每个acquire()方法都会阻塞，直到获取一个可用的许可证。
每个release()方法都会释放持有许可证的线程，并且归还Semaphore一个可用的许可证。
然而，实际上并没有真实的许可证对象供线程使用，Semaphore只是对可用的数量进行管理维护。

2.Semaphore方法说明
Semaphore的方法如下：

——Semaphore(permits)

初始化许可证数量的构造函数

——Semaphore(permits,fair)

初始化许可证数量和是否公平模式的构造函数

——isFair()

是否公平模式FIFO

——availablePermits()

获取当前可用的许可证数量

——acquire()

当前线程尝试去阻塞的获取1个许可证。

此过程是阻塞的，它会一直等待许可证，直到发生以下任意一件事：

当前线程获取了1个可用的许可证，则会停止等待，继续执行。
当前线程被中断，则会抛出InterruptedException异常，并停止等待，继续执行。
——acquire(permits)

当前线程尝试去阻塞的获取permits个许可证。

此过程是阻塞的，它会一直等待许可证，直到发生以下任意一件事：

当前线程获取了n个可用的许可证，则会停止等待，继续执行。
当前线程被中断，则会抛出InterruptedException异常，并停止等待，继续执行。
——acquierUninterruptibly()

当前线程尝试去阻塞的获取1个许可证(不可中断的)。

此过程是阻塞的，它会一直等待许可证，直到发生以下任意一件事：

当前线程获取了1个可用的许可证，则会停止等待，继续执行。
——acquireUninterruptibly(permits)

当前线程尝试去阻塞的获取permits个许可证。

此过程是阻塞的，它会一直等待许可证，直到发生以下任意一件事：

当前线程获取了n个可用的许可证，则会停止等待，继续执行。
——tryAcquire()

当前线程尝试去获取1个许可证。

此过程是非阻塞的，它只是在方法调用时进行一次尝试。

如果当前线程获取了1个可用的许可证，则会停止等待，继续执行，并返回true。

如果当前线程没有获得这个许可证，也会停止等待，继续执行，并返回false。

——tryAcquire(permits)

当前线程尝试去获取permits个许可证。

此过程是非阻塞的，它只是在方法调用时进行一次尝试。

如果当前线程获取了permits个可用的许可证，则会停止等待，继续执行，并返回true。

如果当前线程没有获得permits个许可证，也会停止等待，继续执行，并返回false。

——release()

当前线程释放1个可用的许可证。

——release(permits)

当前线程释放permits个可用的许可证。

——drainPermits()

当前线程获得剩余的所有可用许可证。

——hasQueuedThreads()

判断当前Semaphore对象上是否存在正在等待许可证的线程。

——getQueueLength()

获取当前Semaphore对象上是正在等待许可证的线程数量。

一、控制并发数量

属于一种较常见的限流手段，在实际应用中可以通过信号量机制（如Java中的Semaphore）来实现。操作系统的信号量是个很重要的概念，Java 并发库的Semaphore 可以很轻松完成信号量控制，Semaphore可以控制某个资源可被同时访问的个数，通过 acquire() 获取一个许可，如果没有就等待，而 release() 释放一个许可。

举个例子，我们对外提供一个服务接口，允许最大并发数为10，代码实现如下：

public class DubboService {

private final Semaphore permit = new Semaphore(10, true);

public void process(){

    try{
        permit.acquire();
        //业务逻辑处理

    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        permit.release();
    }
}
}

在以上代码中，虽然有30个线程在执行，但是只允许10个并发的执行。Semaphore的构造方法Semaphore(int permits) 接受一个整型的数字，表示可用的许可证数量。Semaphore(10)表示允许10个线程获取许可证，也就是最大并发数是10。Semaphore的用法也很简单，首先线程使用Semaphore的acquire()获取一个许可证，使用完之后调用release()归还许可证，还可以用tryAcquire()方法尝试获取许可证，信号量的本质是控制某个资源可被同时访问的个数，在一定程度上可以控制某资源的访问频率，但不能精确控制，控制访问频率的模式见下文描述。

二、控制访问速率

在工程实践中，常见的是使用令牌桶算法来实现这种模式，常用的限流算法有两种：漏桶算法和令牌桶算法。

漏桶算法

漏桶算法思路很简单，水（请求）先进入到漏桶里，漏桶以一定的速度出水，当水流入速度过大会直接溢出，可以看出漏桶算法能强行限制数据的传输速率。

对于很多应用场景来说，除了要求能够限制数据的平均传输速率外，还要求允许某种程度的突发传输。这时候漏桶算法可能就不合适了，令牌桶算法更为适合。

令牌桶算法

如图所示，令牌桶算法的原理是系统会以一个恒定的速度往桶里放入令牌，而如果请求需要被处理，则需要先从桶里获取一个令牌，当桶里没有令牌可取时，则拒绝服务，令牌桶算法通过发放令牌，根据令牌的rate频率做请求频率限制，容量限制等。

关于RateLimiter：

A rate limiter。每个acquire()方法如果必要的话会阻塞直到一个permit可用，然后消费它。获得permit以后不需要释放。
RateLimiter在并发环境下使用是安全的：它将限制所有线程调用的总速率。注意，它不保证公平调用。
RateLimiter在并发环境下使用是安全的：它将限制所有线程调用的总速率。注意，它不保证公平调用。Rate limiter（直译为：速度限制器）经常被用来限制一些物理或者逻辑资源的访问速率。这和java.util.concurrent.Semaphore正好形成对照。
一个RateLimiter主要定义了发放permits的速率。如果没有额外的配置，permits将以固定的速度分配，单位是每秒多少permits。默认情况下，Permits将会被稳定的平缓的发放。
可以配置一个RateLimiter有一个预热期，在此期间permits的发放速度每秒稳步增长直到到达稳定的速率

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/xiaoyoung/blog/3143668

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高并发之api接口，分布式，防刷限流，如何做？

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