Spring Boot 使用 Semaphore 实现外部接口限速和异步调用

使用 Semaphore 实现外部接口限速和异步调用

本文将介绍如何使用 Spring Boot 的 Semaphore 实现外部接口限速，并通过 @Async 注解实现异步调用，确保在并发调用时不超过接口的速率限制。

场景: 假设有一个外部接口，其限制为每秒最多 20 次请求，现在有 5 个方法需要并发调用该接口，每个方法每分钟需要调用 120 次。

解决方案:

创建 RateLimiter 类: 该类使用 Semaphore 实现限速功能。

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class RateLimiter {
    private Semaphore semaphore;
    
    public RateLimiter(int maxPermits) {
        semaphore = new Semaphore(maxPermits);
    }
    
    public void acquire() throws InterruptedException {
        semaphore.acquire();
    }
    
    public void release() {
        semaphore.release();
    }
}

在 Spring Boot 配置类中创建 RateLimiter 的 Bean:

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public RateLimiter rateLimiter() {
        return new RateLimiter(20);
    }
}

创建包含外部接口调用逻辑的服务类:

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class ExternalService {
    @Autowired
    private RateLimiter rateLimiter;
    
    @Async
    public void callExternalApi() throws InterruptedException {
        rateLimiter.acquire();
        
        // 调用外部接口的逻辑
        // ...
        
        rateLimiter.release();
    }
}

创建定时任务类，每分钟并发调用 5 个方法:

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class ScheduledTask {
    @Autowired
    private ExternalService externalService;
    
    @Scheduled(fixedRate = 60000) // 每分钟执行一次
    public void execute() throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            externalService.callExternalApi();
        }
    }
}

工作流程:

每个方法在调用外部接口之前会先调用 rateLimiter.acquire() 获取令牌。
如果令牌数量足够，则方法可以继续执行；否则，方法会等待直到获得令牌。
在方法执行完成后，调用 rateLimiter.release() 释放令牌，以便其他方法可以获取。
定时任务每分钟会并发调用 5 个方法，确保每个方法在调用外部接口之前都会进行限速。

注意:

Semaphore 的初始值 (即 maxPermits) 需要根据外部接口的速率限制进行设置。
每个方法在调用外部接口后都需要释放令牌，否则会造成令牌不足，导致其他方法无法获取令牌。
在实际应用中，可以根据需要调整 @Scheduled 注解的 fixedRate 属性，以及每个方法的调用次数。

通过以上步骤，即可使用 Semaphore 实现外部接口限速，并通过 @Async 注解实现异步调用，确保在并发调用时不超过接口的速率限制。