15行Python代碼帶你輕鬆理解令牌桶演算法，15行python

15行Python代碼帶你輕鬆理解令牌桶演算法，15行python

在網路中傳輸資料時，為了防止網路擁塞，需限制流出網路的流量，使流量以比較均勻的速度向外發送，令牌桶演算法就實現了這個功能， 可控制發送到網路上資料的數目，並允許突發資料的發送。

什麼是令牌

從名字上看令牌桶，大概就是一個裝有令牌的桶吧，那麼什麼是令牌呢？

紫薇格格拿的令箭，可以發號施令，令行禁止。在電腦的世界中，令牌也有令行禁止的意思，有令牌，則相當於得到了進行操作的授權，沒有令牌，就什麼都不能做。

用令牌實現限速器

我們用1塊令牌來代表發送1位元組資料的資格，假設我們源源不斷的發放令牌給程式，程式就有資格源源不斷的發送資料，當我們不發放令牌給程式，程式就相當於被限流，無法發送資料了。接下來我們說說限速器，所謂限速器，就是讓程式在單位時間內，最多隻能發送一定大小的資料。假設在1秒發放10塊令牌，那麼程式發送資料的速度就會被限制在10bytes/s。如果1秒內有大於10bytes的資料需要發送，就會因為沒有令牌而被丟棄。

改進限速器——加個桶

 

我們實現的限速器，速度是恒定的，但是在實際的應用中，往往會有突發的傳輸需求（需要更快速的發送，但是不會持續太久，也不會引起網路擁塞），這種資料碰上我們的限速器，就因為拿不到令牌而無法發送。

對限速器進行一下改動，依然1秒產生10塊令牌，但是我們把產生出來的令牌先放到一個桶裡，當程式需要發送的時候，從桶裡取令牌，不需要的時候，令牌就會在桶裡沉澱下來，假設桶裡沉澱了10塊令牌，程式最多就可以在1秒內發送20bytes的資料，滿足了突發資料轉送的要求，並且由於桶裡的令牌被用完，下一秒最多依然只能發10bytes的資料，不會因為持續發送大量資料，對網路造成壓力。

 

15行Python代碼實踐令牌桶

令牌桶需要以一定的速度產生令牌放入桶中，當程式要發送資料時，再從桶中取出令牌。這裡似乎有點問題，如果我們使用一個死迴圈，來不停地發放令牌，程式就被阻塞住了，有沒有更好的辦法？

我們可以在取令牌的時候，用現在的時間減去上次取令牌的時間，乘以令牌的發放速度，計算出桶裡可以取的令牌數量（當然不能超過桶的大小），從而避免迴圈發放的邏輯。

接下來看代碼：

import timeclass TokenBucket(object): # rate是令牌發放速度，capacity是桶的大小 def __init__(self, rate, capacity):  self._rate = rate  self._capacity = capacity  self._current_amount = 0  self._last_consume_time = int(time.time()) # token_amount是發送資料需要的令牌數 def consume(self, token_amount):  increment = (int(time.time()) - self._last_consume_time) * self._rate # 計算從上次發送到這次發送，新發放的令牌數量  self._current_amount = min(   increment + self._current_amount, self._capacity) # 令牌數量不能超過桶的容量  if token_amount > self._current_amount: # 如果沒有足夠的令牌，則不能發送資料   return False  self._last_consume_time = int(time.time())  self._current_amount -= token_amount  return True

總結

以上所述是小編給大家介紹的15行Python代碼帶你輕鬆理解令牌桶演算法，希望對大家有所協助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回複大家的。在此也非常感謝大家對幫客之家網站的支援！