如何在 ASP.NET Core 中实现速率限制？
在 ASP.NET Core 中实现速率限制（Rate Limiting）中间件可以帮助你控制客户端对 API 的请求频率，防止滥用和过载。速率限制通常用于保护服务器资源，确保服务的稳定性和可用性。ASP.NET Core 本身并没有内置的速率限制中间件，但你可以通过自定义中间件或使用第三方库来实现速率限制。以下是实现速率限制的几种常见方法：
<hr>1. 使用自定义中间件实现速率限制
你可以通过自定义中间件来实现速率限制。以下是一个简单的实现示例：
1.1 实现速率限制中间件
using Microsoft.AspNetCore.Http;using System.Collections.Concurrent;using System.Threading.Tasks;public class RateLimitingMiddleware{ private readonly RequestDelegate _next; private readonly int _maxRequests; // 每分钟允许的最大请求数 private readonly ConcurrentDictionary<string, RateLimiter> _rateLimiters; public RateLimitingMiddleware(RequestDelegate next, int maxRequests) { _next = next; _maxRequests = maxRequests; _rateLimiters = new ConcurrentDictionary<string, RateLimiter>(); } public async Task InvokeAsync(HttpContext context) { // 获取客户端的唯一标识（例如 IP 地址） var clientId = context.Connection.RemoteIpAddress.ToString(); // 获取或创建速率限制器 var rateLimiter = _rateLimiters.GetOrAdd(clientId, _ => new RateLimiter(_maxRequests)); if (rateLimiter.AllowRequest()) { await _next(context); } else { context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status429TooManyRequests; await context.Response.WriteAsync("请求太多。请稍后再试."); } }}public class RateLimiter{ private readonly int _maxRequests; private int _requestCount; private DateTime _windowStart; public RateLimiter(int maxRequests) { _maxRequests = maxRequests; _requestCount = 0; _windowStart = DateTime.UtcNow; } public bool AllowRequest() { var now = DateTime.UtcNow; // 如果当前时间窗口已过期，重置计数器 if ((now - _windowStart).TotalSeconds > 60) { _requestCount = 0; _windowStart = now; } // 检查请求是否超出限制 if (_requestCount < _maxRequests) { _requestCount++; return true; } return false; }}1.2 注册中间件
在 Startup.cs 中注册中间件：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env){ app.UseMiddleware<RateLimitingMiddleware>(10); // 每分钟最多 10个请求 app.UseRouting(); app.UseEndpoints(endpoints => { endpoints.MapControllers(); });}<hr>2. 使用第三方库实现速率限制
如果你不想自己实现速率限制逻辑，可以使用一些现成的第三方库，例如：
2.1 AspNetCoreRateLimit
AspNetCoreRateLimit 是一个流行的 ASP.NET Core 速率限制库，支持 IP 地址、客户端 ID 和端点级别的速率限制。
安装
通过 NuGet 安装：
dotnet add package AspNetCoreRateLimit配置
在 Startup.cs 中配置速率限制：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services){ // 添加内存缓存 services.AddMemoryCache(); // 配置速率限制 services.Configure<IpRateLimitOptions>(Configuration.GetSection("IpRateLimiting")); services.AddSingleton<IIpPolicyStore, MemoryCacheIpPolicyStore>(); services.AddSingleton<IRateLimitCounterStore, MemoryCacheRateLimitCounterStore>(); services.AddSingleton<IRateLimitConfiguration, RateLimitConfiguration>(); services.AddSingleton<IProcessingStrategy, AsyncKeyLockProcessingStrategy>(); services.AddInMemoryRateLimiting();}public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env){ app.UseIpRateLimiting(); app.UseRouting(); app.UseEndpoints(endpoints => { endpoints.MapControllers(); });}配置文件
在 appsettings.json 中添加速率限制配置：
{ "IpRateLimiting": { "EnableEndpointRateLimiting": true, "StackBlockedRequests": false, "RealIpHeader": "X-Real-IP", "ClientIdHeader": "X-ClientId", "GeneralRules": [ { "Endpoint": "*", "Period": "1m", "Limit": 10 } ] }}<hr>3. 使用分布式缓存实现速率限制
如果你的应用是分布式的（例如部署在 Kubernetes 或多个服务器上），可以使用分布式缓存（如 Redis）来实现速率限制。
3.1 使用 Redis 实现速率限制
你可以使用 Redis 来存储每个客户端的请求计数。以下是一个简单的示例：
using Microsoft.AspNetCore.Http;using StackExchange.Redis;using System.Threading.Tasks;public class RedisRateLimitingMiddleware{ private readonly RequestDelegate _next; private readonly int _maxRequests; private readonly ConnectionMultiplexer _redis; public RedisRateLimitingMiddleware(RequestDelegate next, int maxRequests, ConnectionMultiplexer redis) { _next = next; _maxRequests = maxRequests; _redis = redis; } public async Task InvokeAsync(HttpContext context) { var clientId = context.Connection.RemoteIpAddress.ToString(); var db = _redis.GetDatabase(); var key = $"rate_limit:{clientId}"; var requestCount = await db.StringIncrementAsync(key); if (requestCount == 1) { await db.KeyExpireAsync(key, TimeSpan.FromMinutes(1)); } if (requestCount > _maxRequests) { context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status429TooManyRequests; await context.Response.WriteAsync("请求太多。请稍后再试."); } else { await _next(context); } }}3.2 注册中间件
在 Startup.cs 中注册中间件：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services){ services.AddSingleton<ConnectionMultiplexer>(ConnectionMultiplexer.Connect("localhost:6379"));}public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env){ app.UseMiddleware<RedisRateLimitingMiddleware>(10); // 每分钟最多 10个请求 app.UseRouting(); app.UseEndpoints(endpoints => { endpoints.MapControllers(); });}<hr>4. 总结
在 ASP.NET Core 中实现速率限制有多种方式：
[*]自定义中间件：适合简单的场景，但需要自己实现逻辑。
[*]第三方库：如 AspNetCoreRateLimit，提供了更强大的功能和灵活性。
[*]分布式缓存：如 Redis，适合分布式环境。
根据你的需求选择合适的方式，确保你的 API 能够有效防止滥用和过载。
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