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Nginx实现接口限流的方法汇总

作者：山水终相逢

这篇文章主要为大家详细介绍了Nginx实现接口限流的相关方法,文中的示例代码讲解详细,具有一定的借鉴价值,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下

一个Http请求，我们可以在nginx中获取到哪些数据呢

1.请求头部信息：

2.请求体信息：

请求的正文内容：通常在应用程序处理请求时访问，或通过 $request_body 变量获取。

3.Cookie：

客户端发送的 Cookie 数据：通过 $http_cookie 变量获取。

4.HTTPS 相关信息：

5.服务端相关信息：

6.其他信息：

客户端连接信息，如连接的远程端口、本地端口等。

这些信息在 Nginx 配置中可以使用相应的变量来获取，你可以根据需要在 Nginx 配置中使用这些变量进行请求处理、日志记录、限流等操作。需要注意的是，Nginx 可以通过模块扩展来提供更多的信息和功能，例如限流、缓存、负载均衡等。根据具体的需求，你可以自定义 Nginx 配置以获得所需的信息和功能。

为什么要使用nginx来实现限流

总之，使用Nginx的限流功能是维护服务器的稳定性、安全性和可用性的重要手段，有助于防止服务器过载、提高系统的稳定性，并确保公平的资源分配。这对于高流量和高负载的应用程序特别有帮助。

Nginx 是如何实现接口限流的

限制请求速率

Nginx的限流模块是通过ngx_http_limit_req_module实现的，它允许你控制客户端请求的速率，以避免服务器受到过多请求的影响。这个模块的工作原理如下：

1.limit_req_zone配置：首先，你需要在Nginx的配置文件中定义一个limit_req_zone来创建一个存储区，用于跟踪每个客户端的请求速率。这个存储区包括了客户端的IP地址、请求计数、时间戳等信息。你可以定义多个不同的存储区来针对不同的请求路径或限流速率。

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api_limit:10m rate=10r/s;
    # ...
}

2.limit_req配置：在Nginx配置文件中，你可以在具体的location或server块内使用limit_req指令来应用限流规则。

server {
    location /api/ {
        limit_req zone=api_limit burst=15;
        # ...
    }
}

3.请求处理：当一个请求到达Nginx，limit_req模块会检查客户端的IP地址和请求速率，以决定是否允许请求继续处理。如果请求速率低于指定的速率，请求会被立即处理。如果请求速率高于指定的速率，请求可能会被延迟处理，以使速率控制生效。

4.控制响应：根据限流规则，limit_req模块会控制请求的处理。如果请求未被限制，它将正常响应。如果请求速率过高，请求可能会被延迟或被返回429 Too Many Requests状态码，表示请求过多。这可以帮助保护服务器免受过载攻击。

通过配置limit_req和limit_req_zone，Nginx的限流模块能够有效控制请求速率，提高服务器的稳定性和安全性。这对于应对突发请求或恶意攻击非常有用。

rate 参数和burst参数含义

这里要区分两个时间概念： 每秒和瞬时，假如每秒可以处理5个请求，是时间均匀的，但是如果在1秒内的某个瞬间同时来了5个请求，

限制并发连接数

在上面的示例中 $binary_remote_addr 只能是配置为单个ip地址的请求速率，但是我们在实际应用场景中一般是不针对单个ip进行限流的。我们一般只是为URL（接口）提供一个总的限流。那么应该如何配置呢？

我们使用‘limit_conn_zone’来实现，以下是代码示例：

http {
    limit_conn_zone $server_name zone=global:10m;
    
    server {
        location /api/ {
            limit_conn global 10;
            # ...
        }

        # ...
    }
}

在这个示例中，我们使用‘limit_conn_zone’来定义了一个全局的限流存储区，但不再使用‘$binary_remote_addr’ 参数。然后，在‘limit_conn’指令中，我们引用了名为‘global’的限流存储区，以设置全局的并发连接数限制。

这种配置方式将不会对不同的客户端IP地址进行区分，而是全局控制服务器上的并发连接数。

限制并发连接数&请求速率控制

从上面的两个示例中我们可以看出来，其实‘limit_conn_zone’和‘limit_req_zone’是两个不同的限流措施。

limit_conn_zone：是ngx_http_limit_conn_module模块的配置指令，用于控制并发连接数的限制。它创建一个共享内存区域，用于跟踪客户端连接数，并设置连接数的限制。这个指令通常用于全局或特定位置来控制并发连接数。

limit_req_zone：是ngx_http_limit_req_module模块的配置指令，用于配置请求速率的限制，而不是并发连接数。

因此，这两个是没有关系的，它们用于不同的控制策略。你可以同时使用这两个模块，根据需求配置并发连接数限制和请求速率限制，以实现全面的流量控制。如果只需要限制并发连接数，你只需要配置 limit_conn_zone 和 limit_conn。如果需要同时限制请求速率，可以使用 limit_req_zone 和 limit_req。

限制并发连接数和请求速率的含义

限制并发连接数（limit_conn）：

控制请求速率（limit_req）：

总之，限制并发连接数关注的是连接的数量，而控制请求速率关注的是请求的频率。这两种策略可以根据具体需求和应用场景来选择使用，以维护服务器的稳定性和可用性。

limit_req_zone 配置中的属性值详解

nodelay 参数详解

nodelay 参数通常用于 limit_req 和 limit_conn 指令，以影响限流策略。nodelay 可以设置为以下两个值之一：

在流量突增的情况下使用delay有哪些优点

在突发请求量增加的情况下，如果不使用延迟（即立即返回 503），会导致以下问题：

当将 nodelay 设置为 delay 时，请求不会立即返回 503，而是被排队等待。这样可以实现以下好处：

总之，使用 delay 选项可以更好地处理突发请求，并避免对客户端造成过大的负担，从而提高系统的可用性和稳定性。但需要根据具体需求来选择使用 nodelay 还是 delay。

limit_req_zone中的key都有哪些

（上面示例的key为**$binary_remote_addr**）

limit_conn_zone中的key都有哪些

Nginx的限流模块底层是如何实现的

ngx_http_limit_req_module 模块是 Nginx 的 HTTP 请求限流模块，底层是通过 Nginx 的事件驱动架构实现的。模块使用了令牌桶算法来控制客户端的请求速率。

ngx_http_limit_req_module 模块的底层实现依赖于 Nginx 的事件驱动架构，包括事件循环、定时器机制以及连接池等。这确保了请求速率得到有效的限制和控制，而不会阻塞其他请求的处理。

配置示例

场景： your_api_endpoint接口支持的QPS为800，并且TP99在可以接受的范围之内，使用Nginx实现接口限流，并发控制和请求速率共用。

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=concurrent:10m;
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit:10m rate=5r/s;

    server {
        listen 80;
        server_name your_server_name;

        location /your_api_endpoint {
            limit_conn concurrent 10;  # 限制每个IP的并发连接数
            limit_req zone=req_limit burst=10 nodelay;  # 限制请求速率

            # 设置整体IP地址数量的限制
            limit_conn conn_limit 100;

            # 允许的请求处理逻辑
            proxy_pass http://backend_server;
        }
    }

    # 其他服务器块和配置...
}

Nginx 限流可能会出现的问题

总之，使用ngx_http_limit_req_module模块是一种有力的控制请求速率的方法，但需要仔细配置和监控，以确保它满足应用程序的需求，并保护服务器免受恶意请求的影响。在实施时，需要综合考虑应用的性能和安全需求。

按照上面的两种方式限制，都不能按照接口实现整体的QPS限流，如果想要单纯的实现接口QPS限流，可以使用Lua脚本来实现

使用Lua脚本来实现接口整体QPS限流

要在 Nginx 中实现整体接口的 QPS 限制为 800，您可以使用 Nginx 的 ngx_http_limit_req_module 模块结合 Lua 脚本来实现。以下是一个示例配置：

首先，确保您已经启用了 ngx_http_limit_req_module 模块，可以在 Nginx 配置中使用 load_module 来加载它。

load_module modules/ngx_http_limit_req_module.so;

然后，创建一个 Lua 脚本，以便在 Nginx 配置中使用它来实现整体 QPS 限制。以下是一个示例的 Lua 脚本 (qps_limit.lua)，该脚本定义了限制策略：

-- qps_limit.lua

-- 共享内存区域，用于存储请求速率限制状态
local shared = ngx.shared.qps_limit

-- 请求速率限制配置
local limit = 800  -- 整体的 QPS 限制
local burst = 0  -- 突发请求允许的数量

-- 获取当前时间戳
local now = ngx.now()

-- 获取当前请求的客户端IP地址
local client_ip = ngx.var.remote_addr

-- 获取客户端IP地址的请求计数，如果不存在则初始化为0
local client_count = shared:get(client_ip) or 0

-- 计算请求速率
local rate = client_count / (now - shared:get("last_time"))

-- 如果请求速率超过限制，返回请求拒绝
if rate > limit then
    ngx.status = 503
    ngx.say("Request limit exceeded")
    ngx.exit(ngx.HTTP_SERVICE_UNAVAILABLE)
else
    -- 增加客户端IP地址的请求计数
    shared:incr(client_ip, 1)

    -- 更新最后的计数时间
    shared:set("last_time", now)
end

接下来，将 Lua 脚本包含到 Nginx 配置中，并在配置中定义一个 access_by_lua 块来调用脚本，实现整体 QPS 限制。以下是示例配置：

http {
    lua_shared_dict qps_limit 10m;  # 共享内存区域

    server {
        listen 80;
        server_name your_server_name;

        location /your_api_endpoint {
            access_by_lua_file /path/to/qps_limit.lua;  # 调用 Lua 脚本

            # 允许的请求处理逻辑
            proxy_pass http://backend_server;
        }
    }

    # 其他服务器块和配置...
}

在这个配置中，我们使用 lua_shared_dict 定义了一个共享内存区域，用于存储请求速率限制的状态信息。然后，在 /your_api_endpoint 的位置块中，我们使用 access_by_lua_file 调用 Lua 脚本，该脚本实现了整体 QPS 限制策略。如果请求速率超过限制，将返回 503 响应，否则会继续处理请求。

使用Lua实现接口限流存在的问题

但是我们的应用场景，使用Lua就可以满足，所以就没有选择其他的方案。

更好的解决方案

我们还使用了内置模块来实现对文件下载接口的限流。

以上就是Nginx实现接口限流的方法汇总的详细内容，更多关于Nginx接口限流的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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