java單機滑動窗口限流器的實現(xiàn)

更新時間：2026年03月22日 14:59:59 作者：編碼忘我

本文主要介紹了java單機滑動窗口限流器的實現(xiàn),文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

實現(xiàn)原理

為每個用戶（或 IP）維護一個 雙端隊列，存儲每次請求的時間戳（毫秒）。
每次請求時，先清理隊列中 超過 10 秒 的舊時間戳，再判斷隊列大小是否小于閾值：
- 若小于，則添加當前時間戳，返回允許；
- 否則，返回限流。
使用 ConcurrentHashMap 保證對用戶 Key 的線程安全，使用 synchronized 對每個隊列做同步，避免并發(fā)修改。

代碼實現(xiàn)

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentLinkedDeque;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
 * 基于 Map 的滑動窗口限流器（10秒限頻）
 */
public class LocalSlidingWindowRateLimiter {
    // 存儲每個用戶的請求時間戳隊列
    private final Map<String, ConcurrentLinkedDeque<Long>> userQueueMap = new ConcurrentHashMap<>();
    private final int windowSeconds;   // 窗口大?。耄?
    private final int maxRequests;     // 窗口內(nèi)最大請求數(shù)
    public LocalSlidingWindowRateLimiter(int windowSeconds, int maxRequests) {
        this.windowSeconds = windowSeconds;
        this.maxRequests = maxRequests;
    }
    /**
     * 檢查是否允許請求
     * @param key 限流標識（如 userId、ip）
     * @return true 允許，false 被限流
     */
    public boolean allowRequest(String key) {
        long now = System.currentTimeMillis();
        long windowStart = now - TimeUnit.SECONDS.toMillis(windowSeconds);
        // 獲取或創(chuàng)建該用戶的隊列
        ConcurrentLinkedDeque<Long> deque = userQueueMap.computeIfAbsent(key,
                k -> new ConcurrentLinkedDeque<>());
        // 對隊列加鎖，保證清理和添加的原子性
        synchronized (deque) {
            // 1. 清理過期記錄（窗口外的舊時間戳）
            while (!deque.isEmpty() && deque.peekFirst() < windowStart) {
                deque.pollFirst();
            }
            // 2. 判斷是否超過閾值
            if (deque.size() < maxRequests) {
                // 允許請求，記錄當前時間戳
                deque.addLast(now);
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
    }
    // 可選：定期清理無數(shù)據(jù)的用戶 Key，避免內(nèi)存泄漏（可以用 ScheduledExecutorService 定時清理）
    public void cleanEmptyKeys() {
        userQueueMap.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue().isEmpty());
    }
}

使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 限流規(guī)則：10秒內(nèi)最多5次請求
        LocalSlidingWindowRateLimiter limiter = new LocalSlidingWindowRateLimiter(10, 5);
        String userId = "user_123";
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            boolean allowed = limiter.allowRequest(userId);
            System.out.println("請求 " + (i + 1) + "：" + (allowed ? "通過" : "限流"));
            Thread.sleep(1000); // 模擬間隔 1 秒
        }
    }
}

輸出示例（第 6 次請求被限流，因為 10 秒內(nèi)已有 5 次）：