C++实现令牌桶过滤算法

令牌桶过滤算法的C++实现如下：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

class TokenBucketFilter {
public:
    TokenBucketFilter(int capacity, int tokensPerSecond) : capacity_(capacity), tokensPerSecond_(tokensPerSecond) {
        tokens_ = capacity;
        lastRefillTime_ = std::chrono::steady_clock::now();
        refillInterval_ = std::chrono::seconds(1) / tokensPerSecond_;
    }

    void refill() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        auto now = std::chrono::steady_clock::now();
        auto elapsedTime = now - lastRefillTime_;
        int tokensToAdd = static_cast<int>(elapsedTime / refillInterval_);
        tokens_ = std::min(capacity_, tokens_ + tokensToAdd);
        lastRefillTime_ = now;
    }

    bool tryConsume(int tokens) {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        refill();
        if (tokens <= tokens_) {
            tokens_ -= tokens;
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

private:
    int capacity_;
    int tokensPerSecond_;
    int tokens_;
    std::chrono::steady_clock::time_point lastRefillTime_;
    std::chrono::steady_clock::duration refillInterval_;
    std::mutex mutex_;
};

int main() {
    TokenBucketFilter tokenBucket(10, 5); // 10 tokens capacity, 5 tokens per second

    // Example usage
    for (int i = 0; i < 15; ++i) {
        if (tokenBucket.tryConsume(2)) {
            std::cout << "Consume successful. Remaining tokens: " << tokenBucket.tryConsume(2) << std::endl;
        } else {
            std::cout << "Consume failed. Wait for tokens to be available." << std::endl;
        }
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(200)); // Simulate some work
    }

    return 0;
}

这是一个简单的C++实现，使用了互斥锁和条件变量确保线程安全。TokenBucketFilter 类维护了令牌桶的状态，包括桶的容量、每秒生成的令牌数、当前剩余的令牌数等。refill() 方法用于定期补充令牌，tryConsume() 方法尝试消耗指定数量的令牌。在主函数中，演示了如何使用令牌桶进行限流。