漏斗算法（Funnel Algorithm）
一、核心原理（圖示+說明）
+-----------------------+
| |
| 待處理請求 | ← 新請求從頂部注入
| （水量） |
| |
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| 漏嘴 | ← 按固定速率（leakRate）流出請求
+-----------------------+
↑
超出容量的請求從頂部溢出（被拒絕）
（示意圖說明：漏斗上寬下窄，頂部接收請求，底部以固定速率漏水，超出容量的請求從頂部溢出）
-
核心思想：模擬漏斗盛水→漏水的過程，控制請求流量：
- 頂部：接收新請求（像水流注入漏斗）。
- 容量：漏斗最多能裝的水量（最大積壓請求數(shù)）。
- 漏嘴：底部固定大小的出口，以固定速率漏水（單位時間允許通過的請求數(shù)）。
- 溢出：當注入速度＞漏水速度，水滿后多余的水溢出（請求被拒絕）。
二、核心參數(shù)（4個關(guān)鍵指標）
| 參數(shù)名 | 含義 | 示例值 |
|---|---|---|
capacity |
漏斗總?cè)萘浚ㄗ畲罂煞e壓請求數(shù)） | 100（個） |
leakRate |
漏嘴速率（單位時間允許通過的請求數(shù)） | 10（個/秒） |
water |
當前水量（當前積壓的請求數(shù)） | 30（個） |
lastTime |
上次更新水量的時間戳（秒） | 1620000000 |
三、執(zhí)行流程（動態(tài)調(diào)整邏輯），每一次請求都要執(zhí)行
每次請求到來時，按以下步驟處理（結(jié)合圖示理解）：
-
計算時間差
上次更新時間 →——————— deltaTime ———————→ 當前時間（當前時間 - 上次更新時間 =
deltaTime，即兩次請求的間隔） 計算漏水量
這段時間內(nèi)漏嘴漏掉的水量：
漏水量 = deltaTime × leakRate
（例：間隔3秒，漏嘴速率10個/秒 → 漏水量=3×10=30）更新當前水量
水量隨時間減少，且不能為負：
water = max(0, 舊water - 漏水量)
（例：舊water=50，漏水量=30 → 新water=20）-
判斷是否允許請求
+-----------------------+ | 當前水量：20 | | | → 新請求到來，判斷 20+1 ≤ 100？ +-----------------------+ → 是 → 允許（水量變?yōu)?1） → 否 → 拒絕- 若
water + 1 ≤ capacity：允許請求（water+1，更新lastTime）。 - 否則：拒絕請求（漏斗已滿，溢出）。
- 若
四、優(yōu)缺點與適用場景
| 維度 | 內(nèi)容 |
|---|---|
| 優(yōu)點 | 1. 長期流量嚴格限制在漏嘴速率內(nèi)； 2. 邏輯簡單，易實現(xiàn)。 |
| 缺點 | 1. 高并發(fā)下需頻繁計算時間差，對性能有要求； 2. 分布式場景需中間件保證一致性。 |
| 適用場景 | 接口限流、秒殺流量控制、用戶行為頻率限制（如評論、登錄）等。 |
五、分布式實現(xiàn)關(guān)鍵點（Redis+Lua）
- 原子性保證：用Lua腳本封裝整個流程，避免并發(fā)修改導致的水量誤差。
- 狀態(tài)存儲：Redis的Hash結(jié)構(gòu)存儲4個核心參數(shù)（water、lastTime等）。
- 性能優(yōu)化：連接池復用Redis連接、本地限流前置過濾請求、Redis集群分流。
六、具體的Lua腳本
-- 漏斗限流腳本：key為限流對象（如"user:123"），返回1表示允許，0表示拒絕
local key = KEYS[1]
local capacity = tonumber(ARGV[1]) -- 漏斗容量
local leakRate = tonumber(ARGV[2]) -- 漏嘴速率（請求/秒）
-- 從Redis獲取當前漏斗狀態(tài)（不存在則初始化）
local current = redis.call("HMGET", key, "water", "lastTime")
local water = tonumber(current[1] or 0)
local lastTime = tonumber(current[2] or 0)
local now = tonumber(redis.call("TIME")[1]) -- 當前時間戳（秒）
-- 計算漏水：deltaTime秒內(nèi)漏掉的水量
local deltaTime = now - lastTime
local leakWater = deltaTime * leakRate
water = math.max(0, water - leakWater) -- 水量不能為負
lastTime = now -- 更新時間戳
-- 判斷是否允許新請求
if water + 1 <= capacity then
water = water + 1
redis.call("HMSET", key, "water", water, "lastTime", lastTime)
redis.call("EXPIRE", key, 86400) -- 設置過期時間，避免內(nèi)存溢出
return 1 -- 允許
else
return 0 -- 拒絕
end
