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：

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();});
}

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}]}
}

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();});
}