在高并发的系统中，限流已作为必不可少的功能，而常见的限流算法有：计数器、滑动窗口、令牌桶、漏斗(漏桶)。其中滑动窗口算法、令牌桶和漏斗算法应用最为广泛。

常见限流算法

这里不再对计数器算法和滑动窗口作介绍了，有兴趣的同学可以参考其它相关文章。

漏斗算法

非常很好理解，就像有一个漏斗容器一样，漏斗上面一直往容器里倒水(请求)，漏斗下方以固定速率一直流出(消费)。如果漏斗容器满的情况下，再倒入的水就会溢出，此时表示新的请求将被丢弃。可以看到这种算法在应对大的突发流量时，会造成部分请求弃用丢失。

可以看出漏斗算法能强行限制数据的传输速率。

令牌桶算法

从某种意义上来说，令牌算法是对漏斗算法的一种改进。对于很多应用场景来说，除了要求能够限制数据的平均传输速率外，还要求允许某种程度的突发情况。这时候漏桶算法可能就不合适了，令牌桶算法更为适合。

令牌桶算法是指一个固定大小的桶，可以存放的令牌的最大个数也是固定的。此算法以一种固定速率不断的往桶中存放令牌，而每次请求调用前必须先从桶中获取令牌才可以。否则进行拒绝或等待，直到获取到有效令牌为止。如果桶内的令牌数量已达到桶的最大允许上限的话，则丢弃令牌。

Golang中的限制算法

Golang标准库中的限制算法是基于令牌桶算法(Token Bucket) 实现的，库名为golang.org/x/time/rate

Golang中time包有两个定时器，分别为 ticker 和 timer。两者都可以实现定时功能，但各自都有自己的使用场景。

Ticker定时器

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
    // Ticker 包含一个通道字段C，每隔时间段 d 就向该通道发送当时系统时间。
    // 它会调整时间间隔或者丢弃 tick 信息以适应反应慢的接收者。
    // 如果d <= 0会触发panic。关闭该 Ticker 可以释放相关资源。

	ticker1 := time.NewTicker(5 * time.Second)
	// 一定要调用Stop()，回收资源
	defer ticker1.Stop()
	go func(t *time.Ticker) {
		for {
			// 每5秒中从chan t.C 中读取一次
			<-t.C
			fmt.Println("Ticker:", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
		}
	}(ticker1)

	time.Sleep(30 * time.Second)
	fmt.Println("ok")
}

执行结果

开始时间： 2020-03-19 17:49:41
Ticker: 2020-03-19 17:49:46
Ticker: 2020-03-19 17:49:51
Ticker: 2020-03-19 17:49:56
Ticker: 2020-03-19 17:50:01
Ticker: 2020-03-19 17:50:06
结束时间： 2020-03-19 17:50:11
ok

可以看到每次执行的时间间隔都是一样的。

Timer定时器

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {

	// NewTimer 创建一个 Timer，它会在最少过去时间段 d 后到期，向其自身的 C 字段发送当时的时间
	timer1 := time.NewTimer(5 * time.Second)

	fmt.Println("开始时间：", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
	go func(t *time.Timer) {
		times := 0
		for {
			<-t.C
			fmt.Println("timer", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))

			// 从t.C中获取数据，此时time.Timer定时器结束。如果想再次调用定时器，只能通过调用 Reset() 函数来执行
			// Reset 使 t 重新开始计时，（本方法返回后再）等待时间段 d 过去后到期。
			// 如果调用时 t 还在等待中会返回真；如果 t已经到期或者被停止了会返回假。
			times++
			// 调用 reset 重发数据到chan C
			fmt.Println("调用 reset 重新设置一次timer定时器，并将时间修改为2秒")
			t.Reset(2 * time.Second)
			if times > 3 {
				fmt.Println("调用 stop 停止定时器")
				t.Stop()
			}
		}
	}(timer1)

	time.Sleep(30 * time.Second)
	fmt.Println("结束时间：", time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
	fmt.Println("ok")
}

执行结果

开始时间： 2020-03-19 17:41:59
timer 2020-03-19 17:42:04
调用 reset 重新设置一次timer定时器，并将时间修改为2秒
timer 2020-03-19 17:42:06
调用 reset 重新设置一次timer定时器，并将时间修改为2秒
timer 2020-03-19 17:42:08
调用 reset 重新设置一次timer定时器，并将时间修改为2秒
timer 2020-03-19 17:42:10
调用 reset 重新设置一次timer定时器，并将时间修改为2秒
调用 stop 停止定时器
结束时间： 2020-03-19 17:42:29
ok

可以看到，第一次执行时间为5秒以后。然后通过调用 time.Reset() 方法再次激活定时器，定时时间为2秒，最后通过调用 time.Stop() 把前面的定时器取消掉。

timer和ticker的区别

• ticker定时器表示每隔一段时间就执行一次，一般可执行多次。
• timer定时器表示在一段时间后执行，默认情况下只执行一次，如果想再次执行的话，每次都需要调用 time.Reset() 方法，此时效果类似ticker定时器。同时也可以调用 Stop() 方法取消定时器
• timer定时器比ticker定时器多一个 Reset() 方法，两者都有 Stop() 方法，表示停止定时器,底层都调用了stopTimer() 函数。

注意事项

1. 这里需要注意的时，如果在调用 time.Reset() 或 time.Stop() 的时候，timer已经过期或者停止了，则会返回false。

func main() {
	// timer 过期
	timer := time.NewTimer(2 * time.Second)
	time.Sleep(3 * time.Second)
	ret := timer.Reset(2 * time.Second)
	fmt.Println(ret)

	// timer 停止
	timer = time.NewTimer(2 * time.Second)
	timer.Stop()
	ret = timer.Reset(2 * time.Second)
	fmt.Println(ret)

	fmt.Println("ok")
}

执行结果

false
false
ok

2. 如果调用 time.Stop() 时，timer已过期或已stop，则并不会关闭通道。

3. 使用 time.NewTicker() 定时器时，需要使用 Stop() 方法进行资源释放，否则会产生内存泄漏，(Stop the ticker to release associated resources.)