Laravel 限流中间件 throttle 简析

1. 在Laravel 中配置

在 appHttpKernel.php 中，默认添加到中间件组 api 下，1分钟60次。

2. 限流原理

1. 获取唯一请求来源，进行唯一标识(key)
2. 获取该请求请求次数 (hits)
3. 判断是否超过最大限制
4. 若达到上限，进入5。未达到，则进入6
5. 丢出访问次数限制异常，结束请求。
6. 首先判断hits 是否达到限制，若未达到，进入7。若达到，进入8。
7. hits 进行计数 + 1，更新到缓存中。 若是第一次，则需要 hits = 1（次数）,  并添加访问标识 key （1分钟）到缓存中，以标记请求周期。
8. 请求次数已达到上限（hits >= 60），此时需要判断是否在周期范围内(1分钟)，若在周期内，进入9；不在周期内，进入10.
9. 此时请求处在 “1分钟内请求次数达到60次”，即达到限制，返回 false 。
10. 此时请求处在 “不在1分钟内请求次数达到60次”，即不在周期内，需要重新计算周期。

3. 代码实现

3.1 业务逻辑在 ThrottleRequests -> handle 中实现。

    public function handle($request, Closure $next, $maxAttempts = 60, $decayMinutes = 1)
    {
　　　　　// 获取唯一请求来源 2.1
        $key = $this->resolveRequestSignature($request);
        // 获取实际请求次数 2.2
        $maxAttempts = $this->resolveMaxAttempts($request, $maxAttempts);
        // 判断是否达到上限 2.3 
        if ($this->limiter->tooManyAttempts($key, $maxAttempts)) {
            // 禁止请求 2.5 
            throw $this->buildException($key, $maxAttempts);
        }
        // 2.7 计数
        $this->limiter->hit($key, $decayMinutes);

        $response = $next($request);

        return $this->addHeaders(
            $response, $maxAttempts,
            $this->calculateRemainingAttempts($key, $maxAttempts)
        );
    }

3.2 限流方法 在 IlluminateCacheRateLimiter 中

<?php

namespace IlluminateCache;

use IlluminateSupportInteractsWithTime;
use IlluminateContractsCacheRepository as Cache;

class RateLimiter
{
    use InteractsWithTime;

    /**
     * The cache store implementation.
     *
     * @var IlluminateContractsCacheRepository
     */
    protected $cache;

    /**
     * Create a new rate limiter instance.
     *
     * @param  IlluminateContractsCacheRepository  $cache
     * @return void
     */
  
    // 初始化缓存
    public function __construct(Cache $cache)
    {
        $this->cache = $cache;
    }

    /**
     * Determine if the given key has been "accessed" too many times.
     *
     * @param  string  $key
     * @param  int  $maxAttempts
     * @return bool
     */

    // 判断是否达到上限
    public function tooManyAttempts($key, $maxAttempts)
    {
        // 判断次数，是否达到限制（60次）
        if ($this->attempts($key) >= $maxAttempts) {
            // 判断是否在限制周期内（1分钟内）
            if ($this->cache->has($key.':timer')) {
                return true;
            }
            //  2.10 重新计算周期
            $this->resetAttempts($key);
        }

        return false;
    }

    /**
     * Increment the counter for a given key for a given decay time.
     *
     * @param  string  $key
     * @param  float|int  $decayMinutes
     * @return int
     */
    public function hit($key, $decayMinutes = 1)
    {
        // 对应2.7 ，添加周期缓存
        $this->cache->add(
            $key.':timer', $this->availableAt($decayMinutes * 60), $decayMinutes
        );
        // 对应2.7 ，添加请求次数缓存
        $added = $this->cache->add($key, 0, $decayMinutes);
        // 请求次数 + 1
        $hits = (int) $this->cache->increment($key);
        // 更新次数
        if (! $added && $hits == 1) {
            $this->cache->put($key, 1, $decayMinutes);
        }
        // 返回次数
        return $hits;
    }

    /**
     * Get the number of attempts for the given key.
     *
     * @param  string  $key
     * @return mixed
     */
  
    // 获取请求次数，默认0
    public function attempts($key)
    {
        return $this->cache->get($key, 0);
    }

    /**
     * Reset the number of attempts for the given key.
     *
     * @param  string  $key
     * @return mixed
     */

    // 重置请求周期
    public function resetAttempts($key)
    {
        return $this->cache->forget($key);
    }

    /**
     * Get the number of retries left for the given key.
     *
     * @param  string  $key
     * @param  int  $maxAttempts
     * @return int
     */
  
    // 获取剩余次数
    public function retriesLeft($key, $maxAttempts)
    {
        $attempts = $this->attempts($key);

        return $maxAttempts - $attempts;
    }

    /**
     * Clear the hits and lockout timer for the given key.
     *
     * @param  string  $key
     * @return void
     */

    // 清除请求计数和周期
    public function clear($key)
    {
        $this->resetAttempts($key);

        $this->cache->forget($key.':timer');
    }

    /**
     * Get the number of seconds until the "key" is accessible again.
     *
     * @param  string  $key
     * @return int
     */

    // 判断是否在周期内
    public function availableIn($key)
    {
        return $this->cache->get($key.':timer') - $this->currentTime();
    }
}

PS:  ThrottleRequestsWithRedis 和 ThrottleRequests 是相同的，区别在于前者指定 Redis 作为缓存，后者无限制（使用Laravel配置缓存）