【Dnc.Api.Throttle】适用于.Net Core WebApi接口限流框架

Dnc.Api.Throttle

  

适用于Dot Net Core的WebApi接口限流框架

使用Dnc.Api.Throttle可以使您轻松实现WebApi接口的限流管理。Dnc.Api.Throttle支持IP、用户身份、Request Header、Request QueryString等多种限流策略，支持黑名单和白名单功能，支持全局拦截和单独Api拦截。

Dnc.Api.Throttle暂时只支持Redis作为缓存和存储库，后续会进行扩展。

开始使用

• 安装Dnc.Api.Throttle

  NuGet：PM> Install-Package Dnc.Api.Throttle

• 基本配置

  Startup.cs:

      public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
      {
          //Api限流
          services.AddApiThrottle(options => {
              //配置redis
              //如果Cache和Storage使用同一个redis，则可以按如下配置
              options.UseRedisCacheAndStorage(opts => {
                  opts.ConnectionString = "localhost,connectTimeout=5000,allowAdmin=false,defaultDatabase=0";
                  //opts.KeyPrefix = "apithrottle"; //指定给所有key加上前缀，默认为apithrottle
              });
              //如果Cache和Storage使用不同redis库，可以按如下配置
              //options.UseRedisCache(opts => {
              //    opts.ConnectionString = "localhost,connectTimeout=5000,allowAdmin=false,defaultDatabase=0";
              //});
              //options.UseRedisStorage(opts => {
              //    opts.ConnectionString = "localhost,connectTimeout=5000,allowAdmin=false,defaultDatabase=1";
              //});
          });
  
          services.AddMvc(opts => {
              //这里添加ApiThrottleActionFilter拦截器
              opts.Filters.Add(typeof(ApiThrottleActionFilter));
          }).SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1);
      }
  
      public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
      {
          ...
  
          //Api限流
          app.UseApiThrottle();
  
          app.UseMvc();
      }

• 给Api添加一个限流阀门（Valve）

  ValuesController.cs:

      // GET api/values
      [HttpGet]
      [RateValve(Policy = Policy.Ip, Limit = 10, Duration = 30)]
      public ActionResult<IEnumerable<string>> Get()
      {
          return new string[] { "value1", "value2" };
      }

  以上特性代表给Get接口添加一个速率阀门，指定每个IP，30秒内最多调用10次该接口。

• 通过以上配置，最简单的一个接口限流就完成了。

  当Api被拦截时，接口不会执行，context.Result会返回一个 new ApiThrottleResult { Content = "访问过于频繁，请稍后重试！" }， ApiThrottleResult继承于ContentResult，你可以不继续处理，也可以在自己的ResultFilter中拦截ApiThrottleResult并处理。

更多Valve范例

• [RateValve(Policy = Policy.UserIdentity, Limit = 1, Duration = 60)]

  代表根据用户身份，每60秒可访问1次该接口。关于用户身份，默认是如下取得的：

      return context.User?.FindFirst(ClaimTypes.NameIdentifier)?.Value;

  如果需要自定义，则可以在Startup.cs中如下配置：

         //Api限流
          services.AddApiThrottle(options => {
              ...
              options.OnUserIdentity = (httpContext) =>
              {
                  //这里根据自己需求返回用户唯一身份
                  return httpContext.User?.FindFirst(ClaimTypes.NameIdentifier)?.Value;
              };
              ...
          });

• [RateValve(Policy = Policy.Header, PolicyKey = "hkey", Limit = 1, Duration = 30, WhenNull = WhenNull.Intercept)]

  代表根据Request Header中hkey对应的值，每30秒可访问1次该接口。如果无法取得Header中的值或取得的值为空，则进行拦截。

  关于WhenNull：

  WhenNull = WhenNull.Pass：对应策略取得的识别值为空时，不进行拦截。

  WhenNull = WhenNull.Intercept：对应策略取得的识别值为空时，进行拦截。

• [RateValve(Policy = Policy.Query, PolicyKey = "mobile", Limit = 1, Duration = 30, WhenNull = WhenNull.Pass)]

  代表根据Request Query中mobile对应的值，每30秒可访问1次该接口。如果无法取得识别值或取得的值为空，则不进行拦截。

• [BlackListValve(Policy = Policy.Query, PolicyKey = "mobile")]

  黑名单拦截，代表根据Request Query中mobile对应的值，如果在黑名单中，则进行拦截。关于如何添加黑名单，请参照后面关于IApiThrottleService部分。

• [WhiteListValve(Policy = Policy.Ip)]

  白名单拦截，代表根据客户端IP地址，如果在白名单中，则不进行拦截（如果同一个Api上有多个Valve，按序当检查到白名单符合时，则代表检查通过，不进行后续Valve的拦截检查）。关于如何添加白名单，请参照后面关于IApiThrottleService部分。

• 一个Api多个Valve

      // POST api/values
      [HttpPost]
      [WhiteListValve(Policy = Policy.Ip, Priority = 3)]
      [BlackListValve(Policy = Policy.UserIdentity, Priority = 2)]
      [RateValve(Policy = Policy.Header, PolicyKey = "hkey", Limit = 1, Duration = 30, WhenNull = WhenNull.Pass)]
      public void Post([FromBody] string value)
      {
      }

  多个Valve根据Priority值从大到小进行拦截，如果被拦截，则不进行后续Valve拦截检查。

全局限流配置

以上都是对单个Api进行限流管理的，如果需要对全局进行限流管理，可在`Startup.cs`中进行如下配置：

       //Api限流
        services.AddApiThrottle(options => {
            ...
            options.Global.AddValves(new BlackListValve
            {
                Policy = Policy.Ip,
                Priority = 99
            }, new WhiteListValve
            {
                Policy = Policy.UserIdentity,
                Priority = 88
            },
            new BlackListValve
            {
                Policy = Policy.Header,
                PolicyKey = "throttle"
            }, new RateValve
            {
                Policy = Policy.Ip,
                Limit = 5,
                Duration = 10,
                WhenNull = WhenNull.Pass
            });
            ...
        });

以上代表给全局添加了4个Valve进行拦截，如果被拦截，则不进行后续操作。

白名单检查通过时，代表全局拦截通过，不进行后续全局Valve检查（后续单独Api的检查还会进行）。

相同识别策略（Policy+PolicyKey）的Valve只能添加一个，重复不会添加。

全局限流拦截在Middlewarez中进行，单独Api限流拦截在IAsyncActionFilter中进行，当然也支持Razor Page，在IAsyncPageFilterz中进行限流。

其他自定义配置项

• 自定义IP地址取得方法：

  //Api限流
          services.AddApiThrottle(options => {
              ...
              //以下是 Dnc.Api.Throttle 默认取得Ip地址的方法，可进行自定义
              options.OnIpAddress = (context) => {
                  var ip = context.Request.Headers["X-Forwarded-For"].FirstOrDefault();
                  if (string.IsNullOrEmpty(ip))
                  {
                      ip = context.Connection.RemoteIpAddress.ToString();
                  }
                  return ip;
              };
              ...
          });

• 自定义拦截后处理：

         //Api限流
          services.AddApiThrottle(options => {
              ...
              options.onIntercepted = (context, valve, where) =>
              {
                  //valve：引发拦截的valve
                  //where：拦截发生的地方，有ActionFilter,PageFilter,Middleware(全局)
                  if (where == IntercepteWhere.Middleware)
                  {
                      //注意：Middleware中返回的ActionResult无法在ResultFilter中拦截处理。
                      return new JsonResult(new { code = 99, message = "访问过于频繁，请稍后重试！" });
                  }
                  else
                  {
                      return new ApiThrottleResult { Content = "访问过于频繁，请稍后重试！" };
                  }
              };
              ...
          });

  IApiThrottleService

  使用IApiThrottleService接口可实现黑名单、白名单的管理维护等其他功能。

  使用范例：

      /// <summary>
      /// Api限流管理服务
      /// </summary>
      private readonly IApiThrottleService _service;
  
      public ValuesController(IApiThrottleService service)
      {
          _service = service;
      }
  
      [HttpPost]
      [BlackListValve(Policy = Policy.Ip)]
      public async Task AddBlackList()
      {
          var ip = GetIpAddress(HttpContext);
          //添加IP黑名单
          await _service.AddRosterAsync(RosterType.BlackList, 
              "WebApiTest.Controllers.ValuesController.AddBlackList", 
              Policy.Ip, null, TimeSpan.FromSeconds(60), ip);
      }
  
      /// <summary>
      /// 取得客户端IP地址
      /// </summary>
      private static string GetIpAddress(HttpContext context)
      {
          var ip = context.Request.Headers["X-Forwarded-For"].FirstOrDefault();
          if (string.IsNullOrEmpty(ip))
          {
              ip = context.Connection.RemoteIpAddress.ToString();
          }
          return ip;
      }

  AddBlackList中针对WebApiTest.Controllers.ValuesController.AddBlackList方法添加了一个有效期60的IP黑名单，当前IP调用该接口会被IP黑名单拦截。
  
  

  IApiThrottleService 现有接口：
  

      #region 黑名单 & 白名单
  
      /// <summary>
      /// 添加名单
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="api">Api</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      /// <param name="expiry">过期时间</param>
      /// <param name="item">项目</param>
      Task AddRosterAsync(RosterType rosterType, string api, Policy policy, string policyKey, TimeSpan? expiry, params string[] item);
  
      /// <summary>
      /// 删除名单中数据
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="api">API</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      /// <param name="expiry">过期时间</param>
      /// <param name="item">项目</param>
      Task RemoveRosterAsync(RosterType rosterType, string api, Policy policy, string policyKey, params string[] item);
  
      /// <summary>
      /// 取得名单列表（分页）
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="api">API</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      Task<(long count, IEnumerable<ListItem> items)> GetRosterListAsync(RosterType rosterType, string api, Policy policy, string policyKey, long skip, long take);
  
      /// <summary>
      /// 取得名单列表
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="api">API</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      Task<IEnumerable<ListItem>> GetRosterListAsync(RosterType rosterType, string api, Policy policy, string policyKey);
  
      /// <summary>
      /// 添加全局名单
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      /// <param name="expiry">过期时间</param>
      /// <param name="item">项目</param>
      Task AddGlobalRosterAsync(RosterType rosterType, Policy policy, string policyKey, TimeSpan? expiry, params string[] item);
  
      /// <summary>
      /// 移除全局名单
      /// </summary>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="item">项目</param>
      Task RemoveGlobalRosterAsync(RosterType rosterType, Policy policy, string policyKey, params string[] item);
  
      /// <summary>
      /// 取得全局名单列表（分页）
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      Task<(long count, IEnumerable<ListItem> items)> GetGlobalRosterListAsync(RosterType rosterType, Policy policy, string policyKey, long skip, long take);
  
      /// <summary>
      /// 取得全局名单列表
      /// </summary>
      /// <param name="rosterType">名单类型</param>
      /// <param name="policy">策略</param>
      /// <param name="policyKey">策略Key</param>
      Task<IEnumerable<ListItem>> GetGlobalRosterListAsync(RosterType rosterType, Policy policy, string policyKey);
  
      #endregion

  Github：https://github.com/kulend/Dnc.Api.Throttle
  NuGet：https://www.nuget.org/packages/Dnc.Api.Throttle