Rate Limiting em Java: bibliotecas e ferramentas para controle de requisições (Bucket4j, Resilience4j)

Limitação de frequência de requisições (Rate Limiting) em Java: visão geral de bibliotecas e ferramentas

Rate limiting (limitação de frequência de requisições) é um mecanismo criticamente importante para proteger serviços web, APIs e microsserviços contra sobrecargas, ataques DDoS e abuso acidental. Em Java, existem várias bibliotecas maduras que implementam diferentes algoritmos: desde um contador simples até sistemas distribuídos complexos. Neste artigo, vamos examinar três abordagens principais: Guava RateLimiter, Bucket4j e Resilience4j, além de discutir suas aplicações.

1. Guava RateLimiter (simples e leve)

A biblioteca Google Guava fornece a classe RateLimiter, que implementa o algoritmo Token Bucket (balde de tokens) em modo single-thread. Ela é ideal para uso local em um único processo JVM.

Princípio de funcionamento: O balde é preenchido com tokens a uma taxa específica. Cada requisição consome um ou mais tokens. Se não houver tokens suficientes, a thread é bloqueada ou a requisição é rejeitada.

Exemplo de uso do Guava RateLimiter:

import com.google.common.util.concurrent.RateLimiter;\n\npublic class GuavaRateLimiterExample {\n    public static void main(String[] args) {\n        // Cria um RateLimiter para 10 requisições por segundo\n        RateLimiter rateLimiter = RateLimiter.create(10.0);\n\n        // Simulação de requisições recebidas\n        for (int i = 0; i < 20; i++) {\n            // tryAcquire() retorna true se um token for obtido\n            if (rateLimiter.tryAcquire()) {\n                System.out.println("Requisição " + i + " executada");\n            } else {\n                System.out.println("Requisição " + i + " rejeitada (limite excedido)");\n            }\n        }\n    }\n}\n

Vantagens: Dependência mínima, simplicidade, baixo consumo de memória.
\nDesvantagens: Não é adequado para sistemas distribuídos (não sincroniza entre instâncias).

2. Bucket4j (Token Bucket avançado com suporte a Redis)

Bucket4j é uma biblioteca que implementa o algoritmo Token Bucket com recursos avançados: suporte a vários provedores para armazenamento de estado (in-memory, Redis, Hazelcast, Infinispan), permitindo seu uso em cenários distribuídos.

Características principais:

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• Suporte aos modos greedy e interval-based.
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• Possibilidade de definir limites para diferentes janelas de tempo (por exemplo, 100 requisições por minuto + 10 requisições por segundo).
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• Integração com Jakarta EE / Spring Boot através de filtros e anotações prontos.
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Exemplo com armazenamento in-memory:

import io.github.bucket4j.Bandwidth;\nimport io.github.bucket4j.Bucket;\nimport io.github.bucket4j.Refill;\n\nimport java.time.Duration;\n\npublic class Bucket4jExample {\n    public static void main(String[] args) {\n        // Limite: 5 requisições em 10 segundos\n        Bandwidth limit = Bandwidth.classic(5, Refill.intervally(5, Duration.ofSeconds(10)));\n        Bucket bucket = Bucket.builder()\n                .addLimit(limit)\n                .build();\n\n        for (int i = 0; i < 10; i++) {\n            if (bucket.tryConsume(1)) {\n                System.out.println("Requisição " + i + " permitida");\n            } else {\n                System.out.println("Requisição " + i + " bloqueada");\n            }\n        }\n    }\n}\n

Vantagens: Configuração flexível, suporte distribuído, alta performance.
\nDesvantagens: Mais dependências do que o Guava.

3. Resilience4j RateLimiter (para arquitetura de microsserviços)

Resilience4j é uma biblioteca para garantir tolerância a falhas, que inclui o módulo RateLimiter. Ela foi projetada levando em consideração