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什么是限流?限流算法有哪些?怎么实现的?

后端系统设计面试题, 什么是限流?限流算法有哪些?怎么实现的?

后端系统设计面试题, 什么是限流?限流算法有哪些?怎么实现的?

QA

Step 1

Q:: 什么是限流?

A:: 限流是指在系统中对请求的数量或频率进行限制,以防止系统过载或瘫痪。通过限流可以保证系统在高并发场景下的稳定性,并确保系统资源的合理分配。

Step 2

Q:: 限流算法有哪些?

A:: 常见的限流算法包括以下几种: 1. 固定窗口计数算法:在固定时间窗口内,限制请求次数。如果超过限制,则进行限流。 2. 滑动窗口算法:类似于固定窗口算法,但窗口会随着时间滑动,能够更精确地控制请求频率。 3. 令牌桶算法:令牌按固定速率生成,用户请求时消耗令牌,超出速率时请求被限制。 4. 漏桶算法:通过漏桶的固定排出速率来平滑请求,超过桶容量的请求将被丢弃。

Step 3

Q:: 限流怎么实现的?

A:: 限流可以通过以下几种方式实现: 1. 客户端实现:在客户端侧控制请求的频率,比如通过代码限制发起请求的次数。 2. 网关实现:通过API网关或负载均衡器来集中管理和限制请求量。 3. 服务端实现:在服务端的应用层或数据库层实现限流逻辑,控制单个服务或全局的请求速率。

用途

限流是保障系统在高并发和高流量场景下正常运行的重要手段。在实际生产环境中,限流常用于防止某些关键服务被滥用或者受到突发请求的冲击,避免系统资源耗尽或服务不可用。常见的应用场景包括:API网关限流,防止接口被恶意刷取;电商系统中的抢购场景,防止高峰期的并发访问对系统造成过载;数据库的请求控制,防止大量并发查询对数据库性能的冲击等。面试限流相关问题可以考察候选人在高并发场景下的系统设计能力,以及应对突发流量的技术手段。\n

相关问题

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什么是熔断?熔断机制如何实现?

熔断是指在检测到某个服务或接口出现故障时,暂时中断对该服务的请求,以避免系统持续受到影响。熔断机制通常会设定一个失败阈值,当达到阈值后触发熔断,中断请求一段时间后再尝试恢复。熔断的实现可以通过诸如Hystrix等库,在代码中添加熔断器,对请求失败率进行监控和管理。

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什么是降级?系统降级有哪些策略?

系统降级是指在系统压力过大或部分服务不可用时,暂时降低部分服务的质量或直接停用次要服务,以确保核心业务的正常运行。降级策略包括:静态页面替代动态内容、关闭非核心服务、延迟处理非关键任务、简化接口响应等。

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限流与熔断的区别和联系是什么?

限流和熔断虽然都是保护系统的手段,但目的和触发条件不同。限流的目的是限制流量,防止系统被过载;熔断的目的是保护系统,当某服务不可用时快速中断请求。二者可以配合使用,限流可以防止过载,而熔断可以在系统异常时保护整体服务的稳定性。

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如何监控和调整限流策略?

限流策略的监控和调整可以通过日志分析、监控工具等手段进行。常用的监控指标包括请求量、限流命中率、系统响应时间等。根据这些指标,开发人员可以动态调整限流策略的参数,比如调整令牌生成速率或扩大时间窗口,以适应不同的流量模式。