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负载均衡与限流策略

在构建高性能、高可用系统中，负载均衡与限流是关键组件，常用于流量分发、故障隔离、服务保护。

⚖️ 负载均衡简介​

负载均衡用于将客户端请求合理分发到多个服务实例，提高系统吞吐能力与可用性。

✅ 常见策略​

策略描述适用场景
轮询（Round Robin）顺序分发服务器性能相近
最少连接最空闲节点优先请求耗时不一致
IP 哈希相同 IP 分配同节点会话保持
权重分配节点按权重接收请求异构集群

🔁 Nginx 负载均衡示例​

upstream backend {
  server backend1.example.com weight=3;
  server backend2.example.com weight=2;
}

server {
  listen 80;
  location / {
    proxy_pass http://backend;
  }
}

🚧 限流策略介绍​

限流用于防止接口被频繁请求导致宕机，保护服务稳定运行。

✅ 常见算法​

算法描述特点
固定窗口每窗口周期限 N 次简单实现
滑动窗口精准统计多个小时间片精度高
令牌桶每次请求需获取令牌应对突发好
漏桶固定速率处理稳定输出速率

🧪 使用场景举例​

场景策略
API 网关防刷IP + 固定窗口
高价值接口保护JWT 用户限流
内网接口保护令牌桶限流
微服务间调用限 QPS 和并发

🧑‍💻 代码与配置示例​

✅ Nginx 限流配置​

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=10r/s;

server {
  location /api/ {
    limit_req zone=one burst=20 nodelay;
    proxy_pass http://backend;
  }
}

✅ Node.js Express 限流中间件​

const rateLimit = require("express-rate-limit");

const limiter = rateLimit({
  windowMs: 60 * 1000, // 每分钟
  max: 100             // 限制每个 IP 最多 100 次请求
});

app.use("/api/", limiter);

✅ Spring Cloud Gateway 限流（基于 Redis）​

spring:
  cloud:
    gateway:
      routes:
        - id: limit_route
          uri: http://localhost:8081
          predicates:
            - Path=/api/**
          filters:
            - name: RequestRateLimiter
              args:
                redis-rate-limiter.replenishRate: 5
                redis-rate-limiter.burstCapacity: 10

🧠 常见问题与实践​

❓ 限流失败提示用户什么？

返回状态码 429 Too Many Requests，并提示稍后重试。

❓ 每个接口限流策略应相同吗？

建议分级策略，例如登录接口更严、查询接口更宽。

❓ 限流是否能防御 DDoS？

可作为第一道防线，应配合防火墙和 WAF 使用。

📚 推荐资源​