滑动时间窗口和固定时间窗口的区别

滑动时间窗口和固定时间窗口是两种常见的限流算法，它们的主要区别在于如何处理时间窗口和请求的计数方式。

一、固定时间窗口算法

1.定义

固定时间窗口算法将时间划分为多个固定长度的窗口，每个窗口内允许通过的请求数量是固定的。例如，每秒允许100个请求通过。

2.工作原理

• 时间窗口划分：时间被划分为固定长度的窗口，例如每秒一个窗口。

• 请求计数：在每个窗口内，对进入的请求进行计数。

• 限流规则：如果当前窗口内的请求数量达到限流值（如100个），后续请求将被拒绝，直到下一个时间窗口开始。

3.优点

• 简单易实现：逻辑简单，容易理解和实现。

• 性能高效：计数操作简单，性能开销小。

4.缺点

• 突发流量问题：在窗口的边界处，可能会出现短时间内大量请求被拒绝的情况。例如，如果一个窗口的最后100个请求刚好达到限流值，而下一个窗口的前100个请求也刚好到达，这会导致在窗口切换的瞬间出现突发流量，大量请求被拒绝。

• 不够平滑：请求的通过和拒绝是基于固定时间窗口的，不够平滑。

5.示例

假设限流规则是每秒100个请求：

在第1秒内，前100个请求通过，第101个请求被拒绝。

在第2秒内，前100个请求通过，第101个请求被拒绝。

二、滑动时间窗口算法

1.定义

滑动时间窗口算法通过滑动窗口来平滑处理请求，避免固定时间窗口的突发流量问题。滑动窗口会根据时间滑动，而不是固定在某个时间点。

2.工作原理

• 时间窗口划分：时间被划分为多个小的时间段，每个时间段称为一个“桶”。

• 请求计数：每个桶内对进入的请求进行计数。

• 滑动窗口：滑动窗口包含多个桶，窗口的大小固定，但会随着时间滑动。

• 限流规则：如果滑动窗口内的请求数量达到限流值（如100个），后续请求将被拒绝。

3.优点

• 平滑处理请求：避免了固定时间窗口的突发流量问题，请求的通过和拒绝更加平滑。

• 更灵活：可以更灵活地处理突发流量，减少因窗口切换导致的大量请求被拒绝的情况。

4.缺点

• 实现复杂：逻辑相对复杂，需要管理多个桶和滑动窗口。

• 性能开销：需要维护多个桶的状态，性能开销相对较大。

5.示例

假设滑动时间窗口为1秒，限流为每秒100个请求，窗口划分为10个桶，每个桶为100毫秒：
在第1秒内，前100个请求通过，第101个请求被拒绝。
滑动窗口会随着时间滑动，例如在第1秒的第110毫秒，窗口会滑动到包含第110毫秒到第210毫秒的桶。
如果在第1秒的第110毫秒，滑动窗口内的请求数量达到100个，后续请求将被拒绝。

三、对比

四、选择建议

固定时间窗口：适用于对性能要求高，且对突发流量容忍度低的场景。例如，简单的接口限流，对突发流量的要求不高。

滑动时间窗口：适用于对平滑处理请求要求高，需要避免突发流量问题的场景。例如，高并发的秒杀系统，需要平滑处理请求，减少因窗口切换导致的大量请求被拒绝。

来源链接：https://www.cnblogs.com/Junjunyi/p/19034880