文章目录

• • • 一、原理
    • 二、动手前分析
    • 三、代码实现

一、原理

     令牌桶可用作流量控制，令牌桶控制流量的原理：单位时间内只发放固定数量的令牌到令牌桶中，规定服务在处理请求之前，必须先从令牌桶中拿出一个令牌，如果令牌桶中没有令牌，则拒绝请求。这样就保证单位时间内能处理的请求不超过发放令牌的数量，起到流量控制的作用。

二、动手前分析

     我理解的步骤拆分：
（1）得有算法支持单位时间内生成固定数量令牌
（2）获取令牌的抽象化，若获取不到令牌，丢弃请求或是等待可用令牌（等下一波单位时间到来，再试图获取令牌了）
（3）数据结构选型
① 并发工具包里的阻塞队列 ArrayBlockingQueue，先进先出（这个倒是不重要，我感觉栈也行，先进先出还是先进后出对令牌桶没啥影响），线程安全，默认不保证线程公平（这个蛮重要❗ 即 等待的线程若因获取锁而竞争，无论是先等待还是后等待，都有可能获取到锁，而非先等待的先获取，后等待的后获取）
②

     我理解的类与属性与方法：
（1）类：令牌桶类、客户类；
（2）属性：桶容量（没啥实在用处）、令牌们、时间单位；状态？——是否获取令牌成功；
（3）方法：生成令牌（称之为 初始化init~ 可拆分成先 new 出来一堆令牌，完了再往桶里加）、获取令牌、发令牌（给予令牌or拒绝请求or下一波重试）；

三、代码实现

令牌桶类：

public class TokenLimiter {/*** 令牌*/private static final String TOKEN = "token";/*** 阻塞队列，线程安全，非公平容量有限*/private ArrayBlockingQueue arrayBlockingQueue;/*** 令牌桶容量*/private int limit;/*** 令牌每次生成的数量*/private int amount;/*** 令牌桶间隔时间——单位时间*/private int period;public TokenLimiter(int limit, int period, int amount) {this.limit = limit;this.amount = amount;this.period = period;arrayBlockingQueue = new ArrayBlockingQueue<>(limit);init();}/*** 初始化生成令牌，按桶容量生成*/private void init() {for (int i = 0; i < limit; i++) {arrayBlockingQueue.offer(TOKEN);}}

生成令牌的方法：

	/*** 生成令牌，周期性线程池，启动后延迟500毫秒，每500毫秒执行一次* （可以理解为启动后每隔500毫秒执行一次）* @param lock*/public void start(Object lock) {Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(() -> {synchronized (lock) {// 往令牌桶添加令牌addToken();lock.notifyAll();}}, 500, this.period, TimeUnit.MILLISECONDS);}

往令牌桶添加令牌方法：

    /*** 添加令牌*/private void addToken() {for (int i = 0; i < this.amount; i++) {// 溢出返回falsearrayBlockingQueue.offer(TOKEN);}}

获取令牌方法：

    public boolean tryAcquire() {// 队首元素出队return arrayBlockingQueue.poll() != null;}

main方法：

public class TestTokenLimiter {final static Object LOCK = new Object();public static void main(String[] args) throws InterruptedException {int period = 500;// 创建令牌桶TokenLimiter limiter = new TokenLimiter(2, period, 2);// 生产令牌limiter.start(LOCK);// 这里主要是保证让线程池初始先产生2个令牌，// 其实init方法里已经加了2个令牌了，而队列长度限定为2，// 所以初始时addToken()并不会成功。// 如果这里不使用wait和notify配合，可能客户端获取令牌会先执行，打破节奏了synchronized (LOCK) {// 该线程被阻塞挂起，直到其他线程调用了该共享对象的notify()或者notifyAll()方法，才返回LOCK.wait();          }// 启动4个线程，模拟4个客户端各自每隔500ms获取令牌for (int i = 0; i < 4; i++) {new Thread(() -> {while (true) {String name = Thread.currentThread().getName();if (limiter.tryAcquire()) {System.out.println(name + ":拿到令牌");} else {System.out.println(name + ":没有令牌");}// 如果不sleep  线程没法切到生产的去执行try {Thread.sleep(period);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}).start();}}
}

     整个的流程就是令牌桶里先初始化了2个令牌，然后开始500ms一个周期的往复——客户端取令牌，4个客户端中2个成功2个失败；令牌桶生成2个令牌…

参考：@https://blog.csdn.net/weixin_43939924/article/details/124668935，
特别鸣谢！~