令牌桶算法能允许突发流量且保持平均速率，而单纯sleep只能实现固定间隔限流，无法应对真实场景中的流量波动需求。
为什么直接用 rate 或 sleep 不够用
单纯用 sleep 0.1 控制每秒 10 次调用，会把请求压成固定间隔（比如严格 0.1s/次），但实际中你可能希望：允许短时间突发（比如 5 个请求瞬间进来）、之后自动降速、整体仍不超平均速率。这就是令牌桶要解决的问题——它比固定 sleep 更贴近真实限速需求。
Shell 本身没内置令牌桶，但可以用 date +%s.%N + 简单状态变量模拟核心逻辑，关键在于「按时间匀速产令牌」+「消耗前检查余额」。
用 Bash 实现带桶容量的限速函数 throttle
下面这个 throttle 函数支持设置最大速率（如每秒 2 个）和桶大小（如最多攒 5 个令牌），所有状态只靠几个变量维持，无需外部依赖或临时文件：
throttle() {
local rate=${1:-1} # 每秒允许请求数（浮点也行，如 0.5）
local burst=${2:-1} # 最大令牌数（桶容量）
local now=$(date +%s.%N)
<pre class='brush:php;toolbar:false;'># 初始化或更新令牌
if [[ -z "$_throttle_last" ]]; then
_throttle_tokens=$burst
_throttle_last=$now
else
local elapsed=$(echo "$now - $_throttle_last" | bc -l)
local new_tokens=$(echo "$elapsed * $rate" | bc -l)
_throttle_tokens=$(echo "scale=0; $_throttle_tokens + $new_tokens" | bc -l)
_throttle_tokens=$(echo "if ($_throttle_tokens > $burst) $burst else $_throttle_tokens" | bc -l)
_throttle_last=$now
fi
# 消耗一个令牌
if (( $(echo "$_throttle_tokens >= 1" | bc -l) )); then
_throttle_tokens=$(echo "$_throttle_tokens - 1" | bc -l)
return 0
else
# 等待直到能拿到令牌（计算还需等多久）
local wait=$(echo "(1 - $_throttle_tokens) / $rate" | bc -l)
sleep $(echo "if ($wait < 0) 0 else $wait" | bc -l)
_throttle_tokens=0
_throttle_last=$(date +%s.%N)
return 0
fi}
使用示例：for i in {1..10}; do echo "req $i"; throttle 3 4; done 表示每秒最多 3 次、最多突发 4 次。
-
rate为 0.2 时，平均 5 秒一次；burst设为 3 就允许开头连发 3 次 - 必须用
bc，因为 Shell 原生不支持浮点运算；若系统没装bc，得先apt install bc或yum install bc - 所有状态变量（
_throttle_tokens等）是全局的，不能并发调用；如需多进程安全，得改用文件锁或redis
遇到 command not found: bc 或精度不准怎么办
bc 缺失是最常见报错，但还有更隐蔽的问题：某些嵌入式 BusyBox 环境里 date +%N 不可用，或 bc 版本太老不支持 scale。这时得降级处理：
- 用
date +%s替代%N（秒级精度），适合对突发不敏感的场景，比如限速日志轮转 - 避免
bc：用整数微秒计算，例如把速率换算成「每毫秒多少令牌」，再用$(( ))整数运算，但会损失小数精度 - 简单替代方案：用
tc（traffic control）在网卡层限速，比如tc qdisc add dev lo root tbf rate 1mbit burst 32kbit latency 400ms，但这作用于网络流，不是 shell 进程级限速
和 ratelimit 工具或 systemd-run --scope 的区别
有人会想到用现成工具，比如 ratelimit（C 写的小程序）或 systemd-run --scope --scope-property=CPUQuota=10%。它们确实更稳，但有硬约束：
-
ratelimit只能包装命令（ratelimit -r 10 -w 1 curl ...），无法嵌入脚本逻辑做条件限速 -
systemd-run依赖 systemd，且 CPUQuota 是粗粒度资源限制，不是请求计数器，对 I/O 密集型任务（如频繁curl）几乎无效 - 自己写的
throttle函数可以放在任意位置：循环里、管道后、甚至find -exec中，控制粒度最细
真正难的是时间精度和跨进程状态同步——如果脚本被多个终端同时运行，每个实例都有自己的 _throttle_tokens，那就不是“全局限速”而是“单实例限速”。这时候就得上 Redis 或文件锁，纯 Shell 就到头了。
