springboot下载接口限速功能实现

2025-06-17 16:56:47 作者：chen.@-@

通过Redis统计并发数动态调整每个用户带宽,核心逻辑为每秒读取并发送限定数据量,防止单用户占用过多资源,确保整体下载均衡且高效,本文给大家介绍springboot下载接口限速功能实现,感兴趣的朋友一起看看吧

当然可以！我们来结合你提供的代码和限速逻辑，详细说明整个“下载限速”功能是如何实现的。

🧠 一、整体目标

我们要实现的功能是：

限制每个用户的下载速度（例如1MB/s），并根据当前并发下载用户数动态调整限速值。

🔁 二、涉及的主要类/方法

类/方法	功能
`FileUtil.limitDownloadSpeed(...)`	核心限速方法，控制每秒发送的数据量
`download(...)`	下载入口，获取文件路径、设置响应头等
`limitReadFile(...)`	调用限速方法执行下载
Redis 操作	统计并发下载数，用于动态限速

✅ 三、核心流程图解（简化）

客户端发起请求
     ↓
download(...) 方法被调用
     ↓
从 Redis 增加并发数 DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY
     ↓
根据并发数计算限速值（getDownloadSpeedLimit）
     ↓
调用 limitReadFile(...) 开始下载文件
     ↓
limitReadFile(...) 内部调用 FileUtil.limitDownloadSpeed(...)
     ↓
读取文件内容 → 分段写入输出流 → 控制每秒发送的数据量
     ↓
下载完成或客户端断开连接
     ↓
finally 中减少 Redis 的并发数

🔍 四、关键代码详解

1️⃣ 设置并发数 + 获取限速值（download(...) 方法中）

// 增加并发计数器
Long currentConcurrent = redisTemplate.opsForValue().increment(DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY);
// 更新过期时间
redisTemplate.expire(DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY, EXPIRE_TIME_IN_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
// 计算限速值
int speedLimit = getDownloadSpeedLimit(currentConcurrent.intValue());

increment(...)：将 Redis 中的键值增加 1，表示有新的下载开始。
expire(...)：为这个 key 设置过期时间，防止僵尸数据。
getDownloadSpeedLimit(...)：根据当前并发数计算单个用户的限速值。

2️⃣ 限速策略函数 getDownloadSpeedLimit(...)

private int getDownloadSpeedLimit(int concurrentCount) {
    int totalBandwidth = 1024 * 1024 * 5; // 总带宽 5MB/s
    int perUserSpeed = totalBandwidth / Math.max(1, concurrentCount);
    return Math.max(perUserSpeed, 1024 * 50); // 最低限速 50KB/s
}

如果当前只有 1 个用户下载，那他可以使用全部 5MB/s；
如果有 5 个用户同时下载，每人最多只能用到 1MB/s；
即使并发数很多，也保证最低 50KB/s，避免卡死。

3️⃣ 实际限速逻辑（FileUtil.limitDownloadSpeed(...)）

public static void limitDownloadSpeed(InputStream in, OutputStream out, int bytesPerSecond) throws IOException {
    byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE]; // 默认是 1024 字节
    int bytesRead;
    long bytesSent = 0;
    long startTime = System.currentTimeMillis();
    while ((bytesRead = in.read(buffer)) != -1) {
        out.write(buffer, 0, bytesRead);
        bytesSent += bytesRead;
        if (bytesSent >= bytesPerSecond) {
            long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
            if (elapsedTime < 1000) {
                Thread.sleep(1000 - elapsedTime);
            }
            bytesSent = 0;
            startTime = System.currentTimeMillis();
        }
    }
}

这段代码的核心逻辑是：

每次从输入流读取一块数据（默认 1KB）；
将这块数据写入输出流（即发给客户端）；
累计已发送的字节数；
如果累计发送的数据超过设定的 bytesPerSecond（如 1MB），就判断这一秒还没过去，那么线程休眠剩余时间；
重置计数器和开始时间，进入下一轮循环。

示例：限速 1MB/s

第一次循环：
- 读取了 1024 × 1000 = 1MB 数据；
- 发送完后发现只用了 500ms；
- 休眠 500ms；
- 清空计数器，重新开始下一秒的限速。

这样就能保证 每秒最多发送 1MB 数据。

📈 五、如何做到“并发越多，限速越小”？

举个例子：

并发数	总带宽（假设）	每人可用带宽
1	5MB/s	5MB/s
2	5MB/s	2.5MB/s
5	5MB/s	1MB/s
10	5MB/s	500KB/s
100	5MB/s	50KB/s（最小限制）

通过这种方式，系统会自动平衡所有用户的下载速度，不会因为某一个用户占用过多带宽而导致其他用户下载很慢。

🧩 六、完整流程总结

步骤	描述
1. 客户端请求下载	请求 `/file/download/[code]`
2. 服务器记录并发数	使用 Redis `INCR` 增加并发计数
3. 计算限速值	根据并发数平均分配总带宽
4. 执行限速下载	使用 `limitDownloadSpeed(...)` 控制每秒发送的字节数
5. 客户端中断或下载完成	使用 `FINALLY` 减少 Redis 中的并发数
6. 自动清理	Redis key 设置了过期时间，防止数据残留

✅ 七、优点总结

特性	是否支持	说明
静态限速	✅ 是	可以为每个用户固定限速
动态限速	✅ 是	根据并发数自动调整限速
Redis 支持	✅ 是	实现并发统计
异常安全	✅ 是	finally 中释放资源
可扩展性强	✅ 是	可加入 VIP 用户、IP 限速等功能

🚀 八、可选优化建议（进阶）

优化点	说明
缓冲区增大	把 `BUFFER_SIZE` 改成 `64KB` 或 `128KB` 提升性能
更精细限速	每 100ms 控制一次限速，而不是每秒
VIP 用户优先	不同用户组使用不同限速策略
断点续传	支持 `Range` 请求头，允许暂停继续下载
日志记录	记录每次下载的 IP、速度、时长等信息
带宽监控	显示实时带宽使用情况、并发数等

🎉 九、结语

你现在拥有的是一套完整的、可落地的 “并发感知型下载限速系统”，它具备以下特点：

✅ 支持静态限速
✅ 支持动态限速（基于并发）
✅ 使用 Redis 统计并发
✅ 限速逻辑清晰高效
✅ 安全可靠，异常处理完善

如果你希望我帮你进一步扩展功能，比如：

支持 VIP 用户限速更高
加入日志记录模块
实现断点续传
添加带宽监控页面

到此这篇关于springboot下载接口限速功能实现的文章就介绍到这了,更多相关springboot下载限速内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！