초보자를 위한 속도 제한: 정의 및 Go에서 속도 제한을 구축하는 방법

속도 제한은 웹 개발 및 API 디자인에서 중요한 개념입니다. 이는 사용자나 시스템이 특정 시간 내에 서버에 제한된 수의 요청만 할 수 있도록 보장합니다. 이 블로그 게시물에서는 속도 제한이 무엇인지, 이것이 왜 중요한지, Go에서 간단한 속도 제한기를 구현하는 방법을 살펴보겠습니다.

속도 제한이란 무엇입니까?

10분마다 10명만 수용할 수 있는 롤러코스터가 있는 테마파크를 상상해 보세요. 해당 기간 내에 10명 이상이 탑승하려고 하면 기다려야 합니다. 이 비유는 소프트웨어 시스템의 속도 제한 원칙을 반영합니다.

기술적으로 속도 제한은 클라이언트(예: 사용자, 장치 또는 IP 주소)가 미리 정의된 기간 내에 서버에 보낼 수 있는 요청 수를 제한합니다. 도움이 됩니다:

1. 남용을 방지하고 자원의 공정한 사용을 보장합니다.
2. 과도한 트래픽으로 인해 서버가 과부하되지 않도록 보호하세요.
3. 비용이 많이 드는 타사 API 또는 서비스를 과도하게 사용하지 마세요.

예를 들어 API는 사용자별로 분당 100개의 요청을 허용할 수 있습니다. 사용자가 이 제한을 초과하면 서버는 제한이 재설정될 때까지 추가 요청을 거부합니다.

속도 제한은 어떻게 작동합니까?

비율 제한을 구현하는 일반적인 방법 중 하나는 토큰 버킷 알고리즘을 사용하는 것입니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

1. 버킷은 고정된 수의 토큰(예: 10)으로 시작됩니다.
2. 요청할 때마다 버킷에서 토큰 1개가 제거됩니다.
3. 버킷에 남은 토큰이 없으면 요청이 거부됩니다.
4. 토큰은 버킷이 가득 찰 때까지 일정한 속도(예: 초당 토큰 1개)로 보충됩니다.

Go에서 간단한 속도 제한기 구축

Go에서 각 클라이언트를 분당 3개의 요청으로 제한하는 속도 제한기를 구축하는 방법을 살펴보겠습니다.

1단계: 속도 제한기 구조 정의

sync.Mutex를 사용하여 스레드 안전성을 보장하고 토큰 수, 최대 용량, 리필 속도와 같은 정보를 저장합니다.

package main

import (
    "sync"
    "time"
)

type RateLimiter struct {
    tokens         float64   // Current number of tokens
    maxTokens      float64   // Maximum tokens allowed
    refillRate     float64   // Tokens added per second
    lastRefillTime time.Time // Last time tokens were refilled
    mutex          sync.Mutex
}

func NewRateLimiter(maxTokens, refillRate float64) *RateLimiter {
    return &RateLimiter{
        tokens:         maxTokens,
        maxTokens:      maxTokens,
        refillRate:     refillRate,
        lastRefillTime: time.Now(),
    }
}

2단계: 토큰 보충 논리 구현

토큰은 마지막 재충전 이후 경과된 시간을 기준으로 주기적으로 보충되어야 합니다.

func (r *RateLimiter) refillTokens() {
    now := time.Now()
    duration := now.Sub(r.lastRefillTime).Seconds()
    tokensToAdd := duration * r.refillRate

    r.tokens += tokensToAdd
    if r.tokens > r.maxTokens {
        r.tokens = r.maxTokens
    }
    r.lastRefillTime = now
}

3단계: 요청이 허용되는지 확인

Allow 메소드는 사용 가능한 토큰을 기반으로 요청을 진행할 수 있는지 결정합니다.

func (r *RateLimiter) Allow() bool {
    r.mutex.Lock()
    defer r.mutex.Unlock()

    r.refillTokens()

    if r.tokens >= 1 {
        r.tokens--
        return true
    }
    return false
}

4단계: IP당 속도 제한 적용

클라이언트당 요청을 제한하기 위해 해당 속도 제한기에 대한 IP 주소 맵을 생성합니다.

type IPRateLimiter struct {
    limiters map[string]*RateLimiter
    mutex    sync.Mutex
}

func NewIPRateLimiter() *IPRateLimiter {
    return &IPRateLimiter{
        limiters: make(map[string]*RateLimiter),
    }
}

func (i *IPRateLimiter) GetLimiter(ip string) *RateLimiter {
    i.mutex.Lock()
    defer i.mutex.Unlock()

    limiter, exists := i.limiters[ip]
    if !exists {
        // Allow 3 requests per minute
        limiter = NewRateLimiter(3, 0.05)
        i.limiters[ip] = limiter
    }

    return limiter
}

5단계: 속도 제한을 위한 미들웨어 생성

마지막으로 각 클라이언트에 대해 속도 제한을 적용하는 HTTP 미들웨어를 만들겠습니다.

package main

import (
    "sync"
    "time"
)

type RateLimiter struct {
    tokens         float64   // Current number of tokens
    maxTokens      float64   // Maximum tokens allowed
    refillRate     float64   // Tokens added per second
    lastRefillTime time.Time // Last time tokens were refilled
    mutex          sync.Mutex
}

func NewRateLimiter(maxTokens, refillRate float64) *RateLimiter {
    return &RateLimiter{
        tokens:         maxTokens,
        maxTokens:      maxTokens,
        refillRate:     refillRate,
        lastRefillTime: time.Now(),
    }
}

6단계: 서버 설정

모두 함께 연결하고 속도 제한기를 테스트하는 방법은 다음과 같습니다.

func (r *RateLimiter) refillTokens() {
    now := time.Now()
    duration := now.Sub(r.lastRefillTime).Seconds()
    tokensToAdd := duration * r.refillRate

    r.tokens += tokensToAdd
    if r.tokens > r.maxTokens {
        r.tokens = r.maxTokens
    }
    r.lastRefillTime = now
}

속도 제한기 테스트

서버를 시작하고 컬이나 브라우저를 사용하여 테스트하세요.

func (r *RateLimiter) Allow() bool {
    r.mutex.Lock()
    defer r.mutex.Unlock()

    r.refillTokens()

    if r.tokens >= 1 {
        r.tokens--
        return true
    }
    return false
}

• 3개의 요청을 빠르게 보내세요. 모두 성공해야 합니다.
• 동일한 시간 내에 4번째 요청을 보내면 Rate Limit Exceeded 메시지가 표시됩니다.
• 20초 동안 기다린 후 다시 시도하세요. 버킷이 다시 채워지고 요청이 성공합니다.

소스 코드

GitHub 저장소

위 내용은 초보자를 위한 속도 제한: 정의 및 Go에서 속도 제한을 구축하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!