springboot下载接口限速功能实现

本文主要是介绍springboot下载接口限速功能实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

《springboot下载接口限速功能实现》通过Redis统计并发数动态调整每个用户带宽,核心逻辑为每秒读取并发送限定数据量,防止单用户占用过多资源,确保整体下载均衡且高效,本文给大家介绍spring...

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
1	5MB/s	5MB/s
2	5MB/s	2China编程.5MB/s
5	5MB/s	1MB/s
10	5MB/s	500KB/s
100	5MB/s	50KB/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