Nginx请求限流内存清理机制及持续限流异常问题咨询

问题背景 #

Nginx官方文档对limit_req_zone的zone参数说明如下：

Zone——定义用于存储每个IP地址状态及其访问受限URL频率的共享内存区域。将信息存储在共享内存中意味着它可以在NGINX工作进程之间共享。该定义包含两部分：由zone=关键字标识的区域名称，以及冒号后的大小。约16000个IP地址的状态信息占用1MB内存，因此我们的区域可存储约160000个地址。

核心疑问 #

• Nginx需要多久才会清理存储IP地址的内存？
• Nginx会将这些IP地址存储多久，以及它是如何清理的？

测试场景与异常情况 #

配置限流规则：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:1m rate=2r/s;

创建仅含单个请求的简单html页面，理论上每秒可刷新2次，第3次刷新应触发503或429错误，这一步符合预期。但等待15秒不操作后，再次刷新仍收到503/429错误；执行systemctl reload nginx、systemctl restart nginx后问题依旧。

更新后的完整配置 #

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=front_limit:100m rate=50r/s;
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=saeed:1m rate=1r/s;

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        root /var/www/html/;
        index index.html;
        try_files /$uri /$uri/ /index.html;
        limit_req zone=front_limit burst=50 delay=50;
        limit_req_status 429;
        error_page 429 /home/custom_429.html;
    }
    location /saeed.html {
        root /home/;
        limit_req zone=saeed;
        limit_req_status 500;
    }
}

关联错误日志 #

2024/05/16 22:16:57 [error] 16531#16531: *4866 limiting requests, excess: 0.500 by zone "saeed", client: my_ip_v4, server: example.com, request: "GET /saeed.html HTTP/1.1", host: "example.com"

问题解答 #

1. IP状态的存储时长与清理机制 #

Nginx的limit_req_zone中IP状态的默认过期时间是60秒，你也可以通过limit_req_zone的timeout参数手动配置，比如：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=saeed:1m rate=1r/s timeout=30s;

清理逻辑：Nginx会自动移除timeout时间段内没有新请求的IP状态记录；如果共享内存区域被占满，会优先移除最久未被访问的IP记录，为新IP腾出空间。

2. 测试异常的原因分析 #

从错误日志看，你访问的是/saeed.html，对应saeed zone的限流规则是rate=1r/s（每秒仅允许1次请求）。日志里的excess: 0.500说明两次请求的间隔小于1秒（比如0.5秒），直接触发了限流。

至于重启Nginx后问题依旧，大概率是你重启后的刷新频率仍超过了1r/s的限制——比如重启后第一次刷新正常，但马上第二次刷新（间隔不足1秒），就会触发500错误，和日志记录完全匹配。

3. 验证与调整建议 #

• 重启Nginx后，等待几秒再单次刷新/saeed.html，此时应该能正常访问；
• 若要调整IP状态的过期时间，给saeed zone加上timeout参数，比如设置为10秒，这样10秒无请求后IP状态会被清理，再次请求会重新计数；
• 测试时严格控制刷新间隔，确保两次请求间隔超过1秒，验证是否还会触发限流。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Saeed