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kratos/doc/wiki-cn/ratelimit.md

2.8 KiB

自适应限流保护

kratos 借鉴了 Sentinel 项目的自适应限流系统,通过综合分析服务的 cpu 使用率、请求成功的 qps 和请求成功的 rt 来做自适应限流保护。

核心目标

  • 自动嗅探负载和 qps,减少人工配置
  • 削顶,保证超载时系统不被拖垮,并能以高水位 qps 继续运行

限流规则

指标介绍

指标名称 指标含义
cpu 最近 1s 的 CPU 使用率均值,使用滑动平均计算,采样周期是 250ms
inflight 当前处理中正在处理的请求数量
pass 请求处理成功的量
rt 请求成功的响应耗时

滑动窗口

在自适应限流保护中,采集到的指标的时效性非常强,系统只需要采集最近一小段时间内的 qps、rt 即可,对于较老的数据,会自动丢弃。为了实现这个效果,kratos 使用了滑动窗口来保存采样数据。

ratelimit-rolling-window

如上图,展示了一个具有两个桶(bucket)的滑动窗口(rolling window)。整个滑动窗口用来保存最近 1s 的采样数据,每个小的桶用来保存 500ms 的采样数据。 当时间流动之后,过期的桶会自动被新桶的数据覆盖掉,在图中,在 1000-1500ms 时,bucket 1 的数据因为过期而被丢弃,之后 bucket 3 的数据填到了窗口的头部。

限流公式

判断是否丢弃当前请求的算法如下:

cpu > 800 AND (Now - PrevDrop) < 1s AND (MaxPass * MinRt * windows / 1000) < InFlight

MaxPass 表示最近 5s 内,单个采样窗口中最大的请求数。 MinRt 表示最近 5s 内,单个采样窗口中最小的响应时间。 windows 表示一秒内采样窗口的数量,默认配置中是 5s 50 个采样,那么 windows 的值为 10。

压测报告

场景1,请求以每秒增加1个的速度不停上升,压测效果如下:

ratelimit-benchmark-up-1

左测是没有限流的压测效果,右侧是带限流的压测效果。 可以看到,没有限流的场景里,系统在 700qps 时开始抖动,在 1k qps 时被拖垮,几乎没有新的请求能被放行,然而在使用限流之后,系统请求能够稳定在 600 qps 左右,rt 没有暴增,服务也没有被打垮,可见,限流有效的保护了服务。

参考资料

Sentinel 系统自适应限流


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