使用Spring Boot自定义注解 + AOP实现基于IP的接口限流和黑白名单

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使用 Spring Boot 自定义注解和AOP实现基于IP的接口限流和黑白名单

前言
项目初始化
自定义限流注解
编写限流切面
Controller中使用限流注解
接口测试
结语

前言

在我们日常开发的项目中为了保证系统的稳定性，很多时候我们需要对系统做限流处理，它可以有效防止恶意请求对系统造成过载。常见的限流方案主要有：

网关限流：NGINX、Zuul 等 API 网关
服务器端限流：服务端接口限流
令牌桶算法：通过定期生成令牌放入桶中，请求需要消耗令牌才能通过
熔断机制：Hystrix、Resilience4j 等

本文将详细介绍 Spring Boot 通过自定义注解和 AOP（面向切面编程），实现基于 IP 的限流和黑白名单功能，包括如何使用 Redis 存储限流和黑名单信息。

项目初始化

首先，创建一个 Spring Boot 项目，并添加必要的依赖。在 pom.xml 文件中添加以下内容：

<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency>
</dependencies>

配置 application.yml 加入 redis 配置

spring:#redisredis:# 地址host: 127.0.0.1# 端口，默认为6379port: 6379

自定义限流注解

创建一个自定义注解 RateLimit ：

import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface RateLimit {//限制次数int limit() default 5;//限制时间 秒int timeout() default 60;
}

编写限流切面

使用 AOP 实现限流逻辑，并增加 IP 黑白名单判断 , 使用 Redis 来存储和检查请求次数及黑名单信息。

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.util.concurrent.TimeUnit;@Aspect
@Component
public class RateLimitAspect {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;@Autowiredprivate HttpServletRequest request;//定义黑名单key前缀private static final String BLACKLIST_KEY_PREFIX = "blacklist:";//定义白名单key前缀private static final String WHITELIST_KEY_PREFIX = "whitelist:";@Around("@annotation(rateLimit)")public Object rateLimit(ProceedingJoinPoint joinPoint, RateLimit rateLimit) throws Throwable {//获取IPString ip = request.getRemoteAddr();//黑名单则直接异常if (isBlacklisted(ip)) {throw new RuntimeException("超出访问限制已加入黑名单，1小时后再访问");}//如果是白名单下的不做限制if (isWhitelisted(ip)) {return joinPoint.proceed();}String key = generateKey(joinPoint, ip);int limit = rateLimit.limit();int timeout = rateLimit.timeout();String countStr = redisTemplate.opsForValue().get(key);int count = countStr == null ? 0 : Integer.parseInt(countStr);if (count < limit) {redisTemplate.opsForValue().set(key, String.valueOf(count + 1), timeout, TimeUnit.SECONDS);return joinPoint.proceed();} else {addToBlacklist(ip);throw new RuntimeException("超出请求限制IP已被列入黑名单");}}private boolean isBlacklisted(String ip) {return redisTemplate.hasKey(BLACKLIST_KEY_PREFIX + ip);}private boolean isWhitelisted(String ip) {return redisTemplate.hasKey(WHITELIST_KEY_PREFIX + ip);}private void addToBlacklist(String ip) {redisTemplate.opsForValue().set(BLACKLIST_KEY_PREFIX + ip, "true", 1, TimeUnit.HOURS);}private String generateKey(ProceedingJoinPoint joinPoint, String ip) {String methodName = joinPoint.getSignature().getName();String className = joinPoint.getTarget().getClass().getName();return className + ":" + methodName + ":" + ip;}
}

Controller中使用限流注解

创建一个简单的限流测试Controller，并在需要限流的方法上使用 @RateLimit 注解：，需要编写异常处理，返回RateLimitAspect异常信息，并以字符串形式返回

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
@RequestMapping("/api")
public class TestController {//由于是简单的测试项目，这里就直接定义异常处理，并为采用全局异常处理@ExceptionHandler(value = Exception.class)public String handleException(Exception ex) {return ex.getMessage();}@RateLimit(limit = 5, timeout = 60)@GetMapping("/limit")public String testRateLimit() {return "Request successful!";}
}