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在现代互联网系统中，“限流”已经是一个绕不开的话题。随着用户规模增长、业务场景复杂化、恶意流量与突发流量不断出现，限流成为保障系统稳定性的关键手段。而作为最广泛使用的 web 服务器和反向代理组件，nginx 在限流方面能力强、性能高、部署简单，是大多数系统流量治理的第一道防线。
本文将从限流背景、Nginx 限流原理、能够做到的能力边界、典型应用场景，并配合多个完整配置示例进行深入讲解。
1、为什么需要限流？（背景与动机）
限流的核心目标是：
防止突发或恶意流量把系统压垮，保持服务稳定可用。
在实际业务中，限流解决的问题包括：
1) 防止单 IP 或单用户恶意刷请求
如爬虫、DDOS、小脚本不停访问同一个接口，导致服务不可用。
2) 防止突发流量击穿后端系统
后端数据库、RPC 服务、第三方接口通常都是“贵重资源”，并发能力有限。
3). 平稳系统负载，保持整体性能
如果没有限流，有突发高峰时 CPU、内存、连接数可能飙升，引发雪崩。
4). 做 API 调用规范化和 SLA 管控
如开放平台、企业 API 必须限制用户每秒调用次数。
5. 防止单个接口成为瓶颈
一些接口耗时长或资源占用大，需要限流避免过载。
在这些问题面前，Nginx 的限流往往作为第一道“入口级”防线，成本低、效果好，部署灵活。
2、Nginx 是如何做限流的？
Nginx 内置两套限流机制，对应两类场景。
1) 基于 limit_req 的请求速率限流（令牌桶）
用于限制 每秒请求速率（QPS）底层是 漏桶/令牌桶算法粒度可按 IP、URL、用户标识等
例如：
1 秒只允许 1 次访问，多余的就被 503 拒绝2) 基于 limit_conn 的连接数限流限制客户端最大并发连接数常用于：文件下载大量长连接防止某个 IP 占满连接池
3、Nginx 限流能做到什么程度？
很多人关心 Nginx 限流到底能做到多强，下面是能力范围：
1) 性能维度：非常高效（C 语言 + 内存共享）
限流数据存储在 共享内存（shm） 中查找使用红黑树，O(log n)单机每秒可承载 10~30 万级限流判断不额外占用 worker 内存
适合作为高性能入口网关限流。
2) 限流维度：灵活但仅限“入口级”策略
可按：
IPCookieHeaderURL 维度自定义 user key（如 userId）
但不能做到：
分布式限流（需要 Redis + Lua 或 gateway）多维度复杂策略（如组合规则）动态策略（配置变更需 reload）
3) 控制效果维度
Nginx 能实现：
硬限流（超过拒绝）软限流（burst + nodelay）阈值分段控制慢速拒绝延迟（“雨露均沾”策略）
但不能做到：
按响应状态反馈流量按服务后端负载自动调整
这些通常需要服务网关或自研流控系统。
4、Nginx 限流常见应用场景
1) 防止单 IP 恶意刷接口
如登录接口、短信接口、下单接口。
2) 防止大流量瞬间涌入
特别是活动、营销场景。
3) 限制 API 访问速率
比如免费 API 每秒 1 次，付费用户每秒 10 次。
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4) 保护后端连接数
阻挡下载服务、流媒体服务的恶意并发。
5) 网关统一限流
比把限流逻辑放在业务更高效。
5、Nginx 限流详解 + 完整配置示例
下面通过多个典型实战示例深入解释。
示例 1：按 IP 每秒限制访问次数（limit_req）
需求：
同一个 IP 每秒只能访问 5 次，多余的请求直接拒绝。
配置：
http { # 限流区域：10MB 共享内存，大概可存 160,000 个 IP 状态 limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit_per_ip:10m rate=5r/s; server { location /api/ { limit_req zone=req_limit_per_ip burst=10 nodelay; } }}说明：rate=5r/s：每秒允许 5 次burst=10：允许瞬间突发 10 次（缓冲区）nodelay：超过 5 次立即消费 burst，不排队
效果：
平稳状态每秒 5 个瞬间可峰值达到 15（5 + 10 burst）超过 burst 的请求立即 503
示例 2：按接口粒度限流（不同接口不同规则）
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=login_limit:5m rate=3r/m;limit_req_zone $binary_remote_addr zone=sms_limit:5m rate=1r/10m;server { location /login { limit_req zone=login_limit burst=5; } location /sendSms { limit_req zone=sms_limit burst=1; }}说明：登录接口更频繁，3 次/分钟短信接口更严格，10 分钟 1 次
精细化限流非常常见于业务风控系统。
示例 3：按用户 ID 限流（header / cookie 维度）
需求：
按 userId 限流，而不是按 IP。
假设客户端请求 header 中有：X-User-ID: 123
配置：
limit_req_zone $http_x_user_id zone=user_limit:10m rate=10r/s;server { location /api/ { limit_req zone=user_limit burst=20 nodelay; }}说明：通过 $http_x_user_id 实现业务维度限流，这种方式：
更公平（同一个 IP 下多个用户不会互相影响）常用于认证后的业务接口
示例 4：限制单 IP 并发连接（limit_conn）
需求：
单个 IP 最多 2 个并发请求连接。
配置：
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_ip_limit:10m;server { location /download/ { limit_conn conn_ip_limit 2; }}用于：下载服务流媒体服务大文件访问防止单 IP 占满连接池
示例 5：综合限流（请求速率 + 并发连接）
很多实际场景要同时满足多个限流规则：
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit:10m rate=10r/s;limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_limit:10m;server { location / { # 限 QPS limit_req zone=req_limit burst=20; # 限并发连接 limit_conn conn_limit 5; }}这是线上最常见的组合策略。6、限流实战经验总结
为了让内容更贴近实际场景，这里补充一些经验：
1) 限流规则需要业务配合设计
限流不是越严越好，需要：
了解接口 QPS 上限结合业务峰值场景区分高频接口 vs 低频接口区分用户群
2) burst（突发）参数非常关键
如果不用 burst，限流会太“硬”，容易误伤正常用户。
建议：
高风险接口（验证码、短信） → burst=1~2普通接口 → burst=5~20高流量接口 → burst=20~100
3) nodelay 会更“公平”但更严格
适用风控类接口不适合高并发抢购场景
4) Nginx 限流是单机级别，不是分布式限流
如果要全网统一限流，需要：
nginx + lua + redisgateway（Spring Cloud Gateway）service mesh自研限流平台
Nginx 单机限流粒度是每个 worker 都在共享内存上判断，性能很高。
5) 共享内存大小要根据用户数设置
如：
10MB 可存 ~160,000 个 key 状态如果用户多，内存要适当调大。
7、结语：Nginx 限流是系统稳定性的第一道防线
限流永远不是“限制用户”，而是“保护系统”。
Nginx 的限流优点是：
高性能简单配置灵活 key 维度成本低是入口被打爆前最有效的保护
在流量不可控、攻击频发、业务增长迅速的时代，确保入口层限流合理，是每一个系统架构设计必须考虑的内容。
以上就是深入理解 Nginx 限流：背景、原理、能力边界与实战示例的详细内容，更多请关注创想鸟其它相关文章！
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