实战：使用Nginx限流

Nginx不仅可以做Web服务器、做反向代理、负载均衡，还可以做限流系统。此处我们就Nginx为例，介绍一下如何配置一个限流系统。

Nginx使用的限流算法是漏桶算法。

（1）是安装Nginx。Nginx的安装我们在8.5.7中已经详细叙述过，此处简单再提一下：

如果你的Linux是Ubuntu或Debian，使用apt-get安装，在命令行中输入以下命令：

$ sudo apt-get update$ sudo apt-get install nginx

如果是CentOS，使用yum安装，在命令行中输入以下命令：

$ sudo yum install epel-release$ sudo yum update$ sudo yum install nginx

（2）找到Nginx所使用的配置文件所在的位置。在Ubuntu和Debian是在如下位置：

$ cd /etc/nginx/sites-available/

而CentOS则是在如下位置：

$ cd /etc/nginx/conf.d/

（3）在http块中，配置基础的限流配置：

 http {     limit_req_zone$binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;        server {         location /test/ {             limit_reqzone=mylimit;                 proxy_passhttp://backend;         }     } }

其中4到8行定义的是一个服务器接口。而第2行和第6行配合完成了一个限流设置，下面解释一下这两行做的事情：

 limit_req_zone命令在Nginx的配置文件中专门用于定义限流，它必须被放在http块中，否则无法生效，因为该命令只在http中被定义。

该字段包含三个参数：

第一个参数，就是键（key），即值$binary_remote_addr所在的位置，它代表的是我们的限流系统限制请求所用的键。

此处，我们使用了$binary_remote_addr，它是Nginx内置的一个值，代表的是客户端的IP地址的二进制表示。因此换言之，我们的示例配置，是希望限流系统以客户端的IP地址为键进行限流。

对Nginx有经验的读者可能还知道有一个Nginx内置值为$remote_addr，它同样表示客户端的IP地址，因此我们也可以使用这个值。$binary_remote_addr是Nginx的社区推荐用值，因为它是二进制表达，占用的空间一般比字符串表达的$remote_addr要短一些，在寸土寸金的限流系统中尤为重要。

第二个参数是限流配置的共享内存占用（zone）。为了性能优势，Nginx将限流配置放在共享内存中，供所有Nginx的进程使用，因为它占用的是内存，所以我们希望开发者能够指定一个合理的、既不浪费又能存储足够信息的空间大小。根据实践经验，1MB的空间可以储存16000个IP地址。

该参数的语法是用冒号隔开的两个部分，第一部分是给该部分申请的内存一个名字，第二部分是我们希望申请的内存大小。

因此，在该声明中，我们声明了一个名叫mylimit（我的限制）的内存空间，然后它的大小是10M，即可以存储160000个IP地址，对于实验来说足够了。

第三个配置就是访问速率（rate）了，格式是用左斜杠隔开的请求数和时间单位。这里的访问速率就是最大速率，因此10r/s就是每秒10个请求。通过这台Nginx服务器访问后端服务器的请求速率无法超过每秒10个请求。

注意到第5行声明了一个资源位置/test/，因此我们第6行的配置就是针对这个资源的，通俗地说，我们在第6行的配置是针对特定API的，这个API就是路径为/test/的API，而其真正路径就是第8行声明的http://backend。注意，这个URL是不存在的，实际操作中，读者需要将它换成你已经开发好的业务逻辑所在的位置，Nginx在这里的作用只是一个反向代理，它自己本身没有资源。

第6行中，我们使用limit_req命令，声明该API需要一个限流配置，而该限流配置所在位置（zone）就是mylimit。

这样一来，所有发往该API的请求会先读到第6行的限流配置，然后根据该限流配置mylimit的名称找到声明在第2行的参数，然后决定该请求是否应该被拒绝。

但是这样还不够。不要忘了，Nginx使用的漏桶算法，不是时间窗口算法，我们前文介绍中说过，漏桶算法是有两个参数可以配置的！

（4）配置峰值。Nginx漏桶算法的峰值属性在API中设置。参数名为burst。如下：

 http {     limit_req_zone$binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
     server {         location /test/ {             limit_reqzone=mylimit burst=20;
             proxy_passhttp://backend;         }     } }

在第6行中，我们只需要在声明limit_req的同时，指定burst就可以了，此处我们指定burst为20，即漏桶算法中我们的“桶”最多可以接受20个请求。

这样一个Nginx的限流系统就配置完毕了，但实际操作中，我们还可能需要很多别的功能，下面笔者就介绍几个很有用的配置技巧。

1.加快Nginx转发速度

 http {     limit_req_zone$binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
     server {         location /test/ {             limit_reqzone=mylimit burst=20 nodelay;
             proxy_passhttp://backend;         }     } }

2.为限流系统配置日志级别

 http {     limit_req_zone$binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
     server {         location /test/ {             limit_reqzone=mylimit burst=20;            limit_req_log_level warn;
             proxy_passhttp://backend;         }     } }

3.更换Nginx的限流响应状态码

http {   limit_req_zone$binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
     server {         location /test/ {             limit_reqzone=mylimit burst=20;            limit_req_log_level warn;            limit_req_status 429;
             proxy_passhttp://backend;         }     } }