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springboot下载接口限速功能实现

目录
  • 一、整体目标
  • 二、涉及的主要类/方法
  • ✅ 三、核心流程图解(简化)
  • 四、关键代码详解
    • 1️⃣ 设置并发数 + 获取限速值(download(...) 方法中)
    • 2️⃣ 限速策略函数 getDownloadSpeedLimit(...)
    • 3️⃣ 实际限速逻辑(FileUtil.limitDownloadSpeed(...))
    • 这段代码的核心逻辑是:
    • 示例:限速 1MB/s
  • 五、如何做到“并发越多,限速越小”?
    • 六、完整流程总结
      • ✅ 七、优点总结
        • 八、可选优化建议(进阶)
          • 九、结语

            当然可以!我们来结合你提供的代码和限速逻辑,详细说明整个“下载限速”功能是如何实现的

            一、整体目标

            我们要实现的功能是:

            限制每个用户的下载速度(例如1MB/s),并根据当前并发下载用户数动态调整限速值。

            二、涉及的主要类/方法

            类/方法功能
            FileUtil.limitDownloadSpeed(...)核心限速方法,控制每秒发送的数据量
            download(...)下载入口,获取文件路径、设置响应头等
            limitReadFile(...)调用限速方法执行下载
            Redis 操作统计并发下载数,用于动态限速

            ✅ 三、核心流程图解(简化)

            客户端发起请求
                 ↓
            download(...) 方法被调用
                 ↓
            从 Redis 增加并发数 DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY
                 ↓
            根据并发数计算限速值(getDownloadSpeedLimit)
                 ↓
            调用 limitReadFile(...) 开始下载文件
                 ↓
            limitReadFile(...) 内部调用 FileUtil.limitDownloadSpeed(...)
                 ↓
            读取文件内容 → 分段写入输出流 → 控制每秒发送的数据量
                 ↓
            下载完成或客户端断开连接
                 ↓
            finally 中减少 Redis 的并发数

            四、关键代码详解

            1️⃣ 设置并发数 + 获取限速值(download(...) 方法中)

            // 增加并发计数器
            Long currentConcurrent = redisTemplate.opsForValue().increment(DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY);
            // 更新过期时间
            redisTemplate.expire(DOWNLOAD_CONCURRENT_KEY, EXPIRE_TIME_IN_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
            // 计算限速值
            int speedLimit = getDownloadSpeedLimit(jscurrentConcurrent.intValue());
            • increment(...):将 Redis 中的键值增加 1,表示有新的下载开始。
            • expire(...):为这个 key 设置过期时间,防止僵尸数据。
            • getDownloadSpeedLimit(...):根据当前并发数计算单个用户的限速值。

            2️⃣ 限速策略函数 getDownloadSpeedLimit(...)

            private int getDownloadSpeedLimit(int concurrentCount) {
                int totalBandwidth = 1024 * 1024 * 5; // 总带宽 5MB/s
                int perUserSpeed = totalBandwidth / Math.max(1, concurrentCount);
                return Math.max(perUserSpeed, 1024 * 50); // 最低限速 50KB/s
            }
            • 如果当前只有 1 个用户下载,那他可以使用全部 5MB/s;
            • 如果有 5 个用户同时下载,每人最多只能用到 1MB/s;
            • 即使并发数很多,也保证最低 50KB/s,避免卡死。

            3️⃣ 实际限速逻辑(FileUtil.limitDownloadSpeed(...))

            public static void limitDownloadSpeed(InputStream in, OutputStream out, int bytesPerSecond) throws IOException {
                byte[] buffer = new byte[BUFFER_SIZE]; // 默认是 1024 字节
                int bytesRead;
                long bytesSent = 0;
                androidlong startTime = System.currentTimeMillis();
                while ((bytesReadphp = in.read(buffer)) != -1) {
                    out.write(buffer, 0, bytesRead);
                    bytesSent += bytesRead;
                    if (bytesSent >= bytesPerSecond) {
                        long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
                        if (elapsedTime < 1000) {
                            Thread.sleep(1000 - elapsedTime);
                        }
                        bytesSent = 0;
                        startTime = System.currentTimeMillis();
                    }
                }
            }

            这段代码的核心逻辑是:

            • 每次从输入流读取一块数据(默认 1KB);
            • 将这块数据写入输出流(即发给客户端);
            • 累计已发送的字节数;
            • 如果累计发送的数据超过设定的 bytesPerSecond(如 1MB),就判断这一秒还没过去,那么线程休眠剩余时间;
            • 重置计数器和开始时间,进入下一轮循环。

            示例:限速 1MB/s

            • 第一次循环:
              • 读取了 1024 × 1000 = 1MB 数据;
              • 发送完后发现只用了 500ms;
              • 休眠 500ms;
              • 清空计数器,重新开始下一秒的限速。

            这样就能保证 每秒最多发送 1MB 数据

            五、如何做到“并发越多,限速越小”?

            举个例子:

            并发数总带宽(假设)每人可用带宽
            15MB/s5MB/s
            25MB/s2编程客栈.5MB/s
            55MB/s1MB/s
            105MB/s500KB/s
            1005MB/s50KB/s(最小限制)

            通过这种方式,系统会自动平衡所有用户的下载速度,不会因为某一个用户占用过多带宽而导致其他用户下载很慢。

            六、完整流程总结

            步骤描述
            1. 客户端请求下载请求 /file/download/[code]
            2. 服务器记录并发数使用 Redis INCR 增加并发计数
            3. 计算限速值根据并发数平均分配总带宽
            4. 执行限速下载使用 limitDownloadSpeed(...) 控制每秒发送的字节数
            5. 客户端中断或下载完成使用 FINALLY 减少 Redis 中的并发数
            6. 自动清理Redis key 设置了过期时间,防止数据残留

            ✅ 七、优点总结

            特性是否支持说明
            静态限速✅ 是可以为每个用户固定限速
            动态限速✅ 是根据并发数自动调整限速
            Redis 支持✅ 是实现并发统计
            异常安全✅ 是finally 中释放资源
            可扩展性强✅ 是可加入 VIP 用户、IP 限速等功能

            八、可选优化建议(进阶)

            优化点说明
            缓冲区增大把 BUFFER_SIZE 改成 64KB 或 128KB 提升性能
            更精细限速每 100ms 控制一次限速,而不是每秒
            VIP 用户优先不同用编程户组使用不同限速策略
            断点续传支持 Range 请求头,允许暂停继续下载
            日志记录记录每次下载的 IP、速度、时长等信息
            带宽监控显示实时带宽使用情况、并发数等

            九、结语

            你现在拥有的是一套完整的、可落地的 “并发感知型下载限速系统”,它具备以下特点:

            • ✅ 支持静态限速
            • ✅ 支持动态限速(基于并发)
            • ✅ 使用 Redis 统计并发
            • ✅ 限速逻辑清晰高效
            • ✅ 安全可靠,异常处理完善

            如果你希望我帮你进一步扩展功能,比如:

            • 支持 VIP 用户限速更高
            • 加入日志记录模块
            • 实现断点续传
            • 添加带宽监控页面

            到此这篇关于springboot下载接口限速功能实现的文章就介绍到这了,更多相关springboot下载限速内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)!

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