令牌桶算法通过以恒定速率向桶中添加令牌，请求需获取令牌才能执行，从而实现限流。PHP中可使用TokenBucket类在内存中模拟该机制，控制API调用频率，防止高并发下服务过载；适用于单进程场景，多进程或分布式环境需结合Redis保证状态一致性和原子操作，提升可靠性。
在高并发场景下，API接口容易因请求过多而崩溃。为了保证服务的稳定性，限流是常见的防护手段。PHP中可以通过实现令牌桶算法来对调用外部API的频率进行控制，防止短时间内大量请求导致目标服务压力过大或被封禁。
什么是令牌桶算法
令牌桶（Token Bucket）是一种常用的限流算法。它的核心思想是：系统以恒定速率向桶中添加令牌，每个请求需要先从桶中获取一个令牌才能执行。如果桶中没有令牌，则请求被拒绝或等待。
相比固定窗口计数器等简单限流方式，令牌桶允许一定程度的突发流量（只要桶中有足够令牌），同时又能控制平均速率，更加灵活和实用。
PHP实现令牌桶限流类
以下是一个简单的PHP类，用于实现基于内存的令牌桶限流机制：
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class TokenBucket {
private $capacity; // 桶容量
private $tokens; // 当前令牌数
private $rate; // 每秒生成的令牌数
private $lastRefillTime; // 上次填充时间
public function __construct($capacity, $rate) {
$this->capacity = $capacity;
$this->rate = $rate;
$this->tokens = $capacity;
$this->lastRefillTime = microtime(true);
}
public function consume($tokens = 1) {
$this->refill();
if ($this->tokens >= $tokens) {
$this->tokens -= $tokens;
return true;
}
return false;
}
private function refill() {
$now = microtime(true);
$elapsed = $now - $this->lastRefillTime;
$newTokens = $elapsed * $this->rate;
$this->tokens = min($this->capacity, $this->tokens + $newTokens);
$this->lastRefillTime = $now;
}}
如何在调用API时使用限流
假设你需要每秒最多调用3次某个第三方API，可以这样使用上面的令牌桶类：
// 配置：桶容量为5，每秒补充3个令牌 $limiter = new TokenBucket(5, 3);for ($i = 0; $i < 10; $i++) { if ($limiter->consume()) { // 获取到令牌，可以发起API请求 file_get_contents("https://www.php.cn/link/56c7f7435d8e6860ca392b2b06d5643f"); echo "请求 $i 执行成功\n"; } else { // 限流触发，跳过或等待 echo "请求 $i 被限流\n"; usleep(200000); // 等待200ms再试 } usleep(100000); // 模拟请求间隔 }
通过这种方式，你可以有效控制对外部API的调用频率，避免触发对方的防刷机制。
注意事项与优化建议
上述实现适用于单进程或短生命周期脚本。若在多进程或多服务器环境下使用，需考虑共享状态问题：
- 使用Redis存储桶状态：将令牌数量、上次更新时间存入Redis，确保多个实例共享同一桶。
- 原子操作：利用Redis的Lua脚本保证读取-判断-更新的原子性。
- 持久化与恢复：注意服务重启后桶状态的初始化逻辑。
对于更高要求的场景，可结合Swoole协程或消息队列做更精细的调度。
基本上就这些。令牌桶算法实现简单，效果良好，非常适合在PHP项目中用来保护外部API调用。关键是根据实际业务需求设置合理的容量和速率参数。不复杂但容易忽略细节，比如时间精度和并发安全。
