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白嫖一个WebAPI限流解决方案

酒笙匿清栀 2023-03-28 原文

什么是API限流：

API 限流是限制用户在一定时间内 API 请求数量的过程。应用程序编程接口 (API) 充当用户和软件应用程序之间的网关。例如，当用户单击社交媒体上的发布按钮时，点击该按钮会触发 API 调用。此 API 与社交媒体应用程序的网络服务器进行交互，并执行发布操作。此用户可以是人，也可以是其他软件应用程序。

为什么要限流：

API 是组织最大的资产之一。API 可帮助网站或移动应用程序的用户完成任务。随着用户数量的增加，网站或移动应用程序开始出现性能下降的迹象。因此，拥有更好连接或更快界面的用户可能会获得比其他用户更好的体验。API 限流是一种巧妙的解决方案，可帮助组织确保其 API 的合理使用。

API 限流还有助于抵御拒绝服务 (DoS) 攻击，在 DoS 攻击中，恶意用户发送大量请求以使网站或移动应用程序崩溃。随着在线用户数量的增加，企业需要实施 API 限流机制，以确保公平使用、数据安全并防止恶意攻击。

API限流的原理：

虽然 API 限流有多种算法，但以下是所有 API 限流算法的基本步骤：

1.客户端/用户调用与网络服务或应用程序交互的 API。

2.API 限流逻辑会检查当前请求是否超过允许的 API 调用次数。

3.如果请求在限制范围内，API 将照常执行并完成用户的任务。

4.如果请求超出限制，API 会向用户返回错误响应。

5.用户必须等待预先约定的时间段，或者付费才能进行更多的 API 调用。

这里有篇文章介绍很全面，可以看一看《API 限流技术探索与实践》

这个限流方案也是在百度收集整理而来，我这里采取的是滑动算法：

我们需要准备几个类：

1.ApiAuthorize类

ApiAuthorize继承于IAuthorizationFilter（授权过滤器），和IAuthorizationFilter相同的还有其他三种过滤器，合起来称为四大过滤器，

另外三个分别是IResourceFilter资源过滤器（缓存接口的数据），IActionFilter动作过滤器（记录操作日志），IExceptionFilter（错误过滤器）

IAuthorizationFilter

public class CtmAuthorizationFilterAttribute : Attribute, IAuthorizationFilter
{
     public void OnAuthorization(AuthorizationFilterContext context)
     {
         // context.HttpContext.User.Claims
         context.HttpContext.Items["User"] = "HuangMing";
         System.Console.WriteLine("OnAuthorization");
     }
}
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IResourceFilter

//Program.cs中注册缓存：
builder.Services.AddSingleton<IMemoryCache,MemoryCache>();
builder.Services.AddSingleton<IDistributedCache, MemoryDistributedCache>();
var app = builder.Build();


public class CtmResourceFilterAttribute : Attribute, IResourceFilter
{
    private readonly IMemoryCache _cache;
 
    public CtmResourceFilterAttribute(IMemoryCache cache)
    {
        this._cache = cache;
    }
 
    public void OnResourceExecuted(ResourceExecutedContext context)
    {
        var path = context.HttpContext.Request.Path.ToString();
        if (context.Result != null)
        {
            var value =  (context.Result as ObjectResult).Value.ToString();
            _cache.Set(path, value,TimeSpan.FromHours(1));
        }
    }
 
    public void OnResourceExecuting(ResourceExecutingContext context)
    {
        var path = context.HttpContext.Request.Path.ToString();
        var hasValue = _cache.TryGetValue(path, out object value);
        if (hasValue)
        {
            context.Result = new ContentResult
            {
                Content = value.ToString()
            };
        }
    }
}
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IActionFilter

public class CtmActionFilterAttribute : Attribute, IActionFilter
{
    public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
    {
    }
 
    public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
    {
        //从serviceProvider中获取Logger服务
        var logger =  context.HttpContext.RequestServices.GetService<ILogger<CtmActionFilterAttribute>>();
        //获取路由地址
        var path = context.HttpContext.Request.Path;
        //从RouteData字典中获取控制器名称
        var controller = context.RouteData.Values["controller"];
        //从RouteData字典中获取动作名称
        var action = context.RouteData.Values["action"];
        //从ActionArguments中获取接口参数
        var arguments = string.Join(",", context.ActionArguments);
        logger.LogInformation($"访问的路由：{path}，控制器是{controller}，行为是{action}，参数是{arguments}");
    }
}
 
//当过滤器中需要使用依赖注入时，在使用属性标注时，需要使用如下方式：
1.属性标注
[TypeFilter(typeof(CtmActionFilterAttribute))]
 
2.从容器中获取服务
var logger =  context.HttpContext.RequestServices.GetService<ILogger<CtmActionFilterAttribute>>();
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IActionFilter

public class CtmExceptionFilterAttribute : Attribute, IExceptionFilter
{
    public void OnException(ExceptionContext context)
    {
        context.Result = new ContentResult{
            Content =context.Exception.Message
        };
    }
}
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现在编写自己的项目代码

ApiAuthorize

public class ApiAuthorize : IAuthorizationFilter
    {
        public async void OnAuthorization(AuthorizationFilterContext context)
         {
            if (context.Filters.Contains(new MyNoAuthentication()))
            {
                return;
            }

           

            #region 用户请求限流
            {
                string ip = context.HttpContext.Connection.RemoteIpAddress.ToString();
                var cotrollaction = context.ActionDescriptor;
                string action = cotrollaction.RouteValues["action"].ToString();
                string controller = cotrollaction.RouteValues["controller"].ToString();
                if (string.IsNullOrWhiteSpace(ip) || string.IsNullOrWhiteSpace(controller) || string.IsNullOrWhiteSpace(action))
                {
                    context.Result = new JsonResult("系统正忙，请稍微再试！");
                    return;
                }
                ip = ip + ":" + controller + ":" + action;
                IPCacheInfoModel ipModel = IPCacheHelper.GetIPLimitInfo(ip);
                if (!ipModel.IsVisit)
                {
                    context.Result = new JsonResult("系统正忙，请稍微再试！");
                    return;
                }
                string ACting = controller + ":" + action;
                IPCacheInfoModel ipModel2 = IPCacheHelper.GetIPLimitInfo(ACting);


            }
            #endregion


            
            #endregion
        }

    }
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然后编写 MyAuthentication类

MyAuthentication

/// <summary>
/// 构造引用
/// </summary>
    public class MyAuthentication : Attribute, IFilterMetadata
    {
    }
    public class MyNoAuthentication : Attribute, IFilterMetadata
    {
    }
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以上两个可以做限流也能做鉴权，数据签名认证等

如果需要限流，我们还需要三个类：

IPActionFilterAttribute 信息返回类

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Net;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web.Http.Controllers;
using System.Web.Http.Filters;

namespace EvaluationSystem.XLAction
{
    /// <summary>
    /// 限制单个IP短时间内访问次数
    /// </summary>
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, AllowMultiple = false)]
    public class IPActionFilterAttribute : ActionFilterAttribute
    {
        /// <summary>
        /// 限制单个IP短时间内访问次数
        /// </summary>
        /// <param name="actionContext"></param>
        public override void OnActionExecuting(HttpActionContext actionContext)
        {
            string ip = actionContext.Request.ToString();
            IPCacheInfoModel ipModel = IPCacheHelper.GetIPLimitInfo(ip);
            if (!ipModel.IsVisit)
            {
                // Logger.Warn(string.Format("IP【{0}】被限制了【{1}】次数", ipModel.IP, ipModel.Limit));
                actionContext.Response = actionContext.Request.CreateResponse(HttpStatusCode.BadRequest, "系统正忙，请稍微再试。");
                return;
            }
            base.OnActionExecuting(actionContext);
        }

    }
}
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IPCacheHelper 请求记录类

using EvaluationSystem.HelpTool;
using EvaluationSystem.HelpTool.GetSYSValue;
using System;
using System.Collections.Generic;

namespace EvaluationSystem.XLAction
{
    /// <summary>
    /// 限制单个IP访问次数
    /// </summary>
    public class IPCacheHelper
    {
        /// <summary>         
        /// IP缓存集合          
        /// </summary>       
        private static List<IPCacheInfoModel> dataList = new List<IPCacheInfoModel>();

        private static object lockObj = new object();
        //SQLHelp ht = new SQLHelp();
        public static string  maxTimes1 = GetConfig.GetConfiguration("XLAction:maxTimes");
        public static string partSecond1 = GetConfig.GetConfiguration("XLAction:partSecond");

        /// <summary>        
        /// 一段时间内，最大请求次数,必须大于等于1
        ///</summary> 
        private static int maxTimes = Convert.ToInt32(string.IsNullOrWhiteSpace(maxTimes1)? "0":maxTimes1);

        /// <summary>  
        /// 一段时间长度（单位秒)，必须大于等于1     
        /// </summary>
        private static int partSecond = Convert.ToInt32(string.IsNullOrWhiteSpace(partSecond1) ? "0" : partSecond1);

        /// <summary>  
        /// 请求被拒绝是否加入请求次数    
        /// </summary>  
        private static bool isFailAddIn = false;

        static IPCacheHelper()
        {

        }
        /// <summary>      
        /// 设置时间，默认maxTimes=3, partSecond=30         
        /// </summary>        
        /// <param name="_maxTimes">最大请求次数</param>        
        /// <param name="_partSecond">请求单位时间</param>         
        public static void SetTime(int _maxTimes, int _partSecond)
        {
            maxTimes = _maxTimes;
            partSecond = _partSecond;
        }

        /// <summary>    
        /// 检测一段时间内，IP的请求次数是否可以继续请求和使用  
        /// </summary>        
        /// <param name="ip">ip</param>   
        /// <returns></returns>       
        public static bool CheckIsAble(string ip)
        {
            lock (lockObj)
            {
                var item = dataList.Find(p => p.IP == ip);
                if (item == null)
                {
                    item = new IPCacheInfoModel();
                    item.IP = ip;
                    item.ReqTime.Add(DateTime.Now);
                    dataList.Add(item);
                    return true;
                }
                else
                {
                    if (item.ReqTime.Count > maxTimes)
                    {
                        item.ReqTime.RemoveAt(0);
                    }
                    var nowTime = DateTime.Now;
                    if (isFailAddIn)
                    {
                        #region 请求被拒绝也需要加入当次请求
                        item.ReqTime.Add(nowTime);
                        if (item.ReqTime.Count >= maxTimes)
                        {
                            if (item.ReqTime[0].AddSeconds(partSecond) > nowTime)
                            {
                                return false;
                            }
                            else
                            {
                                return true;
                            }
                        }
                        else
                        {
                            return true;
                        }
                        #endregion
                    }
                    else
                    {
                        #region 请求被拒绝就不需要加入当次请求了
                        if (item.ReqTime.Count >= maxTimes)
                        {
                            if (item.ReqTime[0].AddSeconds(partSecond) > nowTime)
                            {
                                return false;
                            }
                            else
                            {
                                item.ReqTime.Add(nowTime);
                                return true;
                            }
                        }
                        else
                        {
                            item.ReqTime.Add(nowTime);
                            return true;
                        }
                        #endregion
                    }
                }
            }
        }


        /// <summary>    
        /// 检测一段时间内，IP的请求次数是否可以继续请求和使用  
        /// </summary>        
        /// <param name="ip">ip</param>   
        /// <returns></returns>       
        public static IPCacheInfoModel GetIPLimitInfo(string ip)
        {
            lock (lockObj)
            {
                var item = dataList.Find(p => p.IP == ip);
                if (item == null) //IP开始访问
                {
                    item = new IPCacheInfoModel();
                    item.IP = ip;
                    item.ReqTime.Add(DateTime.Now);
                    dataList.Add(item);
                    item.IsVisit = true; //可以继续访问

                    return item;
                }
                else
                {
                    if (item.ReqTime.Count > maxTimes)
                    {
                        item.ReqTime.RemoveAt(0);
                    }
                    var nowTime = DateTime.Now;
                    if (isFailAddIn)
                    {
                        #region 请求被拒绝也需要加入当次请求
                        item.ReqTime.Add(nowTime);

                        if (item.ReqTime.Count >= maxTimes)
                        {
                            if (item.ReqTime[0].AddSeconds(partSecond) > nowTime)
                            {
                                item.Limit++; //限制次数+1
                                item.IsVisit = false;//不能继续访问
                                return item;
                            }
                            else
                            {
                                item.IsVisit = true; //可以继续访问
                                return item; //单个IP30秒内 没有多次访问
                            }
                        }
                        else
                        {
                            item.IsVisit = true; //可以继续访问
                            return item; //单个IP访问次数没有达到max次数
                        }
                        #endregion
                    }
                    else
                    {
                        #region 请求被拒绝就不需要加入当次请求了
                        if (item.ReqTime.Count >= maxTimes)
                        {
                            if (item.ReqTime[0].AddSeconds(partSecond) > nowTime)
                            {
                                item.Limit++; //限制次数+1
                                item.IsVisit = false;//不能继续访问

                                return item;
                            }
                            else
                            {
                                item.ReqTime.Add(nowTime);

                                item.IsVisit = true; //可以继续访问
                                return item;
                            }
                        }
                        else
                        {
                            item.ReqTime.Add(nowTime);
                            item.IsVisit = true; //可以继续访问

                            return item;
                        }
                        #endregion
                    }
                }
            }
        }
    }
}
View Code

IPCacheInfoModel 实体类

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace EvaluationSystem.XLAction
{
    public class IPCacheInfoModel
    {
        /// <summary>
        /// IP 
        /// </summary>
        public string IP { get; set; }

        /// <summary>
        /// 限制次数
        /// </summary>
        public int Limit { get; set; }

        /// <summary>
        /// 是否可以访问
        /// </summary>
        public bool IsVisit { get; set; }

        /// <summary>
        /// 访问时间
        /// </summary>
        private List<DateTime> reqTime = new List<DateTime>();

        /// <summary>
        /// 访问时间
        /// </summary>
        public List<DateTime> ReqTime
        {
            get { return this.reqTime; }
            set { this.reqTime = value; }
        }
    }
}
View Code

时间按秒算
        private static int maxTimes ；
请求次数
        private static int partSecond ；

为了方便控制，不去修改我们的API程序，可以将这两个信息配置进appsettings.json文件里面

  "XLAction": {//请求限流 秒钟一次
    "maxTimes": "1",
    "partSecond": "1"
  }

为了获取appsettings.json来买你的信息，我们需要一个方法拿到json里面的信息

GetConfiguration

    public class GetConfig
    {
        public static string GetConfiguration(string configKey)
        {
            var builder = new ConfigurationBuilder()
                .SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
                .AddJsonFile("appsettings.json");
            var config = builder.Build();
            if (configKey.Contains(":"))
            {
                return config.GetSection(configKey).Value;//获取分级参数值
            }
            else
            {
                return config[configKey];//获取直级参数值
            }
            //youdianwenti w xiangxiang
        }
    }
View Code

以上工作准备完全后，在我们的Startup里面修改加入以下代码

如果有ConfigureServices类，添加如下

            //注册guolv
            services.AddControllers(o =>
            {
                o.Filters.Add<ApiAuthorize>();
                o.Filters.Add<MyAuthentication>();
                //o.Filters.Add(typeof(BasicAuthAttribute));
                //services.AddJwtEx();//这里就是注入JWT
            });

 

如果不是 如下添加

builder.Services.AddMvc(options => options.Filters.Add(new AuthorizeFilter()));

//注册guolv
builder.Services.AddControllers(o =>
{
    o.Filters.Add<ApiAuthorize>();
    o.Filters.Add<MyAuthentication>();
});

然后就大功告成

现在直接看结果

 

 

接着频繁操作

 

 该方案来自网络加以修改，如有侵权，请联系删除

 

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