淺入深講解Nginx限流相關配置

本文以示例的形式，由淺入深講解Nginx限流相關配置，是對簡略的官方文檔的積極補充。

Nginx限流使用的是leaky bucket算法，如對算法感興趣，可移步維基百科先行閱讀。不過不了解此算法，不影響閱讀本文。

空桶

我們從最簡單的限流配置開始：

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

server {
    location /login/ {
        limit_req zone=ip_limit;
        proxy_pass http://login_upstream;
    }
}

$binary_remote_addr 針對客戶端ip限流；

zone=ip_limit:10m 限流規則名稱為ip_limit，允許使用10MB的內存空間來記錄ip對應的限流狀態；

rate=10r/s 限流速度為每秒10次請求

location /login/ 對登錄進行限流

限流速度為每秒10次請求，如果有10次請求同時到達一個空閑的nginx，他們都能得到執行嗎？

漏桶漏出請求是勻速的。10r/s是怎樣勻速的呢？每100ms漏出一個請求。

在這樣的配置下，桶是空的，所有不能實時漏出的請求，都會被拒絕掉。

所以如果10次請求同時到達，那么只有一個請求能夠得到執行，其它的，都會被拒絕。

這不太友好，大部分業務場景下我們希望這10個請求都能得到執行。

Burst

我們把配置改一下，解決上一節的問題

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

server {
    location /login/ {
        limit_req zone=ip_limit burst=12;
        proxy_pass http://login_upstream;
    }
}

burst=12 漏桶的大小設置為12

邏輯上叫漏桶，實現起來是FIFO隊列，把得不到執行的請求暫時緩存起來。

這樣漏出的速度仍然是100ms一個請求，但并發而來，暫時得不到執行的請求，可以先緩存起來。只有當隊列滿了的時候，才會拒絕接受新請求。

這樣漏桶在限流的同時，也起到了削峰填谷的作用。

在這樣的配置下，如果有10次請求同時到達，它們會依次執行，每100ms執行1個。

雖然得到執行了，但因為排隊執行，延遲大大增加，在很多場景下仍然是不能接受的。

NoDelay

繼續修改配置，解決Delay太久導致延遲增加的問題

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

server {
    location /login/ {
        limit_req zone=ip_limit burst=12 nodelay;
        proxy_pass http://login_upstream;
    }
}

nodelay 把開始執行請求的時間提前，以前是delay到從桶里漏出來才執行，現在不delay了，只要入桶就開始執行

要么立刻執行，要么被拒絕，請求不會因為限流而增加延遲了。

因為請求從桶里漏出來還是勻速的，桶的空間又是固定的，最終平均下來，還是每秒執行了5次請求，限流的目的還是達到了。

但這樣也有缺點，限流是限了，但是限得不那么勻速。以上面的配置舉例，如果有12個請求同時到達，那么這12個請求都能夠立刻執行，然后后面的請求只能勻速進桶，100ms執行1個。如果有一段時間沒有請求，桶空了，那么又可能出現并發的12個請求一起執行。

大部分情況下，這種限流不勻速，不算是大問題。不過nginx也提供了一個參數才控制并發執行也就是nodelay的請求的數量。

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

server {
    location /login/ {
        limit_req zone=ip_limit burst=12 delay=4;
        proxy_pass http://login_upstream;
    }
}

delay=4 從桶內第5個請求開始delay