探索Java中的限制

在软件开发领域，有效管理资源消耗和确保公平使用服务是构建可扩展且健壮的应用程序的重要考虑因素。节流是控制某些操作执行速率的做法，是实现这些目标的关键机制。在本文中，我们将深入探讨在Java中实现节流的各种方法，并通过实际示例介绍各种策略。

探索 Java 中的限制：简单实现示例 - 第 1 部分

有效管理资源消耗和确保服务的公平使用是构建可扩展且健壮的应用程序的重要考虑因素。

在软件开发领域，有效管理资源消耗和确保公平使用服务是构建可扩展且健壮的应用程序的重要考虑因素。节流是控制某些操作执行速率的做法，是实现这些目标的关键机制。在本文中，我们将深入探讨在 Java 中实现节流的各种方法，并通过实际示例介绍各种策略。

免責聲明：在本文中，我将重点介绍简单的单线程插图，以解决基本方案。

了解限制

限制涉及调节允许某些操作发生的频率。这在系统需要防止滥用、需要资源管理或需要公平访问共享服务的情况下尤为重要。限制的常见用例包括限制 API 请求的速率、管理数据更新以及控制对关键资源的访问。

简单的阻塞速率限制器 - 不用于生产！thread.sleep()

实现限制的一种简单方法是使用该方法在连续操作之间引入延迟。虽然此方法很简单，但由于其阻塞性，它可能不适合高性能方案。Thread.sleep()

public class SimpleRateLimiter {     private long lastExecutionTime = 0;     private long intervalInMillis;     public SimpleRateLimiter(long requestsPerSecond) {         this.intervalInMillis = 1000 / requestsPerSecond;     }     public void throttle() throws InterruptedException {         long currentTime = System.currentTimeMillis();         long elapsedTime = currentTime - lastExecutionTime;         if (elapsedTime < intervalInMillis) { Thread.sleep(intervalInMillis - elapsedTime); } lastExecutionTime = System.currentTimeMillis(); // Perform the throttled operation System.out.println("Throttled operation executed at: " + lastExecutionTime); } }登录后复制

等待的基本限制

让我们从一个简单的示例开始，我们用它来限制方法的执行。目标是允许仅在经过特定冷却时间后调用该方法。wait

public class BasicThrottling { private final Object lock = new Object(); private long lastExecutionTime = 0; private final long cooldownMillis = 5000; // 5 seconds cooldown public void throttledOperation() throws InterruptedException { synchronized (lock) { long currentTime = System.currentTimeMillis(); long elapsedTime = currentTime - lastExecutionTime; if (elapsedTime < cooldownMillis) { lock.wait(cooldownMillis - elapsedTime); } lastExecutionTime = System.currentTimeMillis(); // Perform the throttled operation System.out.println("Throttled operation executed at: " + lastExecutionTime); } } }登录后复制

具有等待和通知的动态限制

让我们对前面的示例进行增强，以引入动态节流，其中冷却时间可以动态调整。生产必须有机会在飞行中做出改变。

public class DynamicThrottling { private final Object lock = new Object(); private long lastExecutionTime = 0; private long cooldownMillis = 5000; // Initial cooldown: 5 seconds public void throttledOperation() throws InterruptedException { synchronized (lock) { long currentTime = System.currentTimeMillis(); long elapsedTime = currentTime - lastExecutionTime; if (elapsedTime < cooldownMillis) { lock.wait(cooldownMillis - elapsedTime); } lastExecutionTime = System.currentTimeMillis(); // Perform the throttled operation System.out.println("Throttled operation executed at: " + lastExecutionTime); } } public void setCooldown(long cooldownMillis) { synchronized (lock) { this.cooldownMillis = cooldownMillis; lock.notify(); // Notify waiting threads that cooldown has changed } } public static void main(String[] args) { DynamicThrottling throttling = new DynamicThrottling(); for (int i = 0; i < 10; i++) { try { throttling.throttledOperation(); // Adjust cooldown dynamically throttling.setCooldown((i + 1) * 1000); // Cooldown increases each iteration } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }登录后复制

使用 Java 的信号量

Java 的类可以用作节流的强大工具。信号量维护一组许可证，其中每个获取操作消耗一个许可证，每个释放操作增加一个许可证。Semaphore

public class SemaphoreRateLimiter { private final Semaphore semaphore; public SemaphoreRateLimiter(int permits) { this.semaphore = new Semaphore(permits); } public boolean throttle() { if (semaphore.tryAcquire()) { // Perform the throttled operation System.out.println("Throttled operation executed. Permits left: " + semaphore.availablePermits()); return true; } else { System.out.println("Request throttled. Try again later."); return false; } } public static void main(String[] args) { SemaphoreRateLimiter rateLimiter = new SemaphoreRateLimiter(5); // Allow 5 operations concurrently for (int i = 0; i < 10; i++) { rateLimiter.throttle(); } } }登录后复制

盒子里的多个例子

Spring 或 Redis 等框架提供了多种简单的解决方案。

Spring AOP 用于方法限制

使用 Spring 的面向方面的编程 （AOP） 功能，我们可以创建一个方法级限制机制。这种方法允许我们拦截方法调用并应用限制逻辑。

@Aspect @Component public class ThrottleAspect { private Map lastInvocationMap = new HashMap();     @Pointcut("@annotation(throttle)")     public void throttledOperation(Throttle throttle) {}     @Around("throttledOperation(throttle)")     public Object throttleOperation(ProceedingJoinPoint joinPoint, Throttle throttle) throws Throwable {         String key = joinPoint.getSignature().toLongString();         if (!lastInvocationMap.containsKey(key) || System.currentTimeMillis() - lastInvocationMap.get(key) > throttle.value()) {             lastInvocationMap.put(key, System.currentTimeMillis());             return joinPoint.proceed();         } else {             throw new ThrottleException("Request throttled. Try again later.");         }     } }登录后复制