Claude API 高并发场景下的 CC Switch 优化实践

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Claude API 采用典型的 Token Bucket（令牌桶）算法进行限流控制：

令牌补充速率 ：默认每秒补充固定数量令牌（如 1000 tokens/s）
突发流量支持 ：桶容量允许短时突发流量（如 3000 tokens）
请求成本计算 ：不同模型和参数消耗不同 token 数量

在实际压测中（1000 RPS），我们观察到：

503 错误率 ：峰值时段达到 12%
响应时间波动 ：TP99 从 200ms 飙升至 1.2s
token 浪费 ：重试请求导致 23% 的无效 token 消耗

对比传统简单重试机制，CC Switch 的核心改进：

状态感知 ：实时监测 API 健康状态
资源复用 ：智能缓存有效响应
动态调度 ：根据优先级分配请求配额

采用滑动窗口统计失败率：

@startuml
state "Closed" as closed
state "Open" as open
state "Half-Open" as halfopen

closed --> open : 失败率 > 阈值
open --> halfopen : 冷却时间到
halfopen --> closed : 测试请求成功
halfopen --> open : 测试请求失败
@enduml

关键参数：

窗口大小：10 秒
触发阈值：60% 失败率
冷却时间：30 秒

实现 stale-while-revalidate 模式：

优先返回过期但可用的缓存（stale）
异步发起新请求更新缓存（revalidate）
相同请求签名自动合并

分级队列设计：

实时队列 ：支付等关键业务
普通队列 ：常规 AI 交互
延迟队列 ：可延后任务

class CircuitBreaker:
    def __init__(self, max_failures=5, reset_timeout=30):
        self._failures = 0
        self._max_failures = max_failures
        self._reset_timeout = reset_timeout
        self._state = 'CLOSED'
        self._last_failure_time = 0

    def execute(self, func):
        if self._state == 'OPEN':
            # 处理时钟漂移：使用单调时钟而非系统时钟
            if time.monotonic() - self._last_failure_time > self._reset_timeout:
                self._state = 'HALF_OPEN'
            else:
                raise CircuitOpenException()

        try:
            result = func()
            if self._state == 'HALF_OPEN':
                self._state = 'CLOSED'
                self._failures = 0
            return result
        except Exception as e:
            self._failures += 1
            if self._failures >= self._max_failures:
                self._state = 'OPEN'
                self._last_failure_time = time.monotonic()
            raise

type Cache struct {
    sync.RWMutex
    items      map[string]Item
    defaultTTL time.Duration
}

func (c *Cache) Get(key string) (interface{}, bool) {c.RLock()
    item, exists := c.items[key]
    c.RUnlock()

    if !exists {return nil, false}

    // Stale-while-revalidate 逻辑
    if time.Since(item.ExpireAt) > 0 {go c.asyncRevalidate(key)
    }
    return item.Value, true
}