验证请求限流的精确时间边界

目标

用假时钟检查滑动窗口和 Retry-After，并把每个用户的限额分开。

为什么重要

流量一增加，服务器就开始把所有请求记录在同一个列表里。一个用户的连续请求，把别的用户的正常请求也拦住了。从窗口的最后时刻删除条目时，比较运算也写错了，导致限制多保持了 1 秒。而真的等上几十秒的测试，会让这种边界既慢又不稳定。

步骤

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，validate_limit(limit, window) 只允许排除 bool 的正 int limit，以及正的有限 int/float window，并返回 (limit, float(window))。其余都是 ValueError。

先做一次准备。已有的文件不会被覆盖。

mkdir -p /root/work/fa-rate-window-lab
test -e /root/work/fa-rate-window-lab/service.py || cp /opt/fixtures/ten_labs/fa-rate-window-lab/service.py /root/work/fa-rate-window-lab/service.py
cd /root/work/fa-rate-window-lab

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，active(history, now, window) 只把大于 now-window 的时间，按原来的顺序作为新列表返回。history 是排好序、非递减的时间。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，retry_after(history, now, window) 是：对已经清理过、非空的 history，取第一个时间+window-now 的 ceil 值与 0 中较大的整数。空列表为 0。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，history_for(state, key) 在键不存在时返回空列表，存在时返回该记录的副本。不要仅仅因为查询就修改 state。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，admit(state, key, now, limit, window) 在验证设置之后，清理该键的过期记录。有余量时追加 now 并返回 (True,0)，已满时不追加，返回 (False,retry_after)。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，client_key(value) 对 1–40 个字符的 ASCII 字母、数字、连字符的字符串原样返回，其余都是 ValueError。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，limited_response(wait) 是一个 JSONResponse：状态为 429，正文为 {error:'rate_limited'}，Retry-After 头是把 wait 转成字符串的值。
在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，create_app(clock, limit=2, window=10) 在 GET /work 中检查 X-Client-ID：非法的键返回 400 {error:'invalid_client'}，允许时返回 200 {ok:True}，超出时返回 limited_response。state 按应用分开。

参考

不联网、不安装软件包，在现有的 lab-dev 环境中进行。
每一步都在 45 秒的评分预算内运行。不要添加真实的 sleep 或网络调用。
评分会重新导入提交的模块，并用独立的输入和临时 DB 进行检查。请实现契约，而不要把预期值当作常量返回。
FastAPI 官方文档 · pytest 官方文档 · Python sqlite3
局限：这是一个位于进程内存中、面向单个 worker 的示例。它不保证由多个 Pod 共享的全局限额，也不保证恶意客户端的身份。X-Client-ID 是测试用的键，所以在生产环境中，应当从已认证的主体获取键。持续的时钟回拨应通过使用单调时钟来避免，本实验的 clock 是非递减的。

验证设置

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，validate_limit(limit, window) 只允许排除 bool 的正 int limit，以及正的有限 int/float window，并返回 (limit, float(window))。其余都是 ValueError。

先做一次准备。已有的文件不会被覆盖。

mkdir -p /root/work/fa-rate-window-lab
test -e /root/work/fa-rate-window-lab/service.py || cp /opt/fixtures/ten_labs/fa-rate-window-lab/service.py /root/work/fa-rate-window-lab/service.py
cd /root/work/fa-rate-window-lab

bool 是 int 的子类型。NaN 和无穷大也必须另外拒绝。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/01-contract.sh 确认。

排除窗口的左边界

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，active(history, now, window) 只把大于 now-window 的时间，按原来的顺序作为新列表返回。history 是排好序、非递减的时间。

确认保留恰好过期的时间的 >= 与 > 的区别。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/02-contract.sh 确认。

把等待时间向上取整

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，retry_after(history, now, window) 是：对已经清理过、非空的 history，取第一个时间+window-now 的 ceil 值与 0 中较大的整数。空列表为 0。

如果只剩 0.2 秒就把 Retry-After 写成 0，客户端会立刻重新请求。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/03-contract.sh 确认。

按键分开记录

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，history_for(state, key) 在键不存在时返回空列表，存在时返回该记录的副本。不要仅仅因为查询就修改 state。

如果返回共享列表，一个请求的清理就可能改变另一个请求的记录。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/04-contract.sh 确认。

只记录被允许的请求

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，admit(state, key, now, limit, window) 在验证设置之后，清理该键的过期记录。有余量时追加 now 并返回 (True,0)，已满时不追加，返回 (False,retry_after)。

如果追加被拒绝的请求，每次重试都会使过期时间被推后。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/05-contract.sh 确认。

验证客户端键

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，client_key(value) 对 1–40 个字符的 ASCII 字母、数字、连字符的字符串原样返回，其余都是 ValueError。

限制输入的范围，避免无限制的键大小挤占状态内存。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/06-contract.sh 确认。

构造拒绝响应

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，limited_response(wait) 是一个 JSONResponse：状态为 429，正文为 {error:'rate_limited'}，Retry-After 头是把 wait 转成字符串的值。

让客户端知道重试的时间，所以状态和头一起发送。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/07-contract.sh 确认。

用虚拟时间完成请求流程

在 /root/work/fa-rate-window-lab/service.py 中，create_app(clock, limit=2, window=10) 在 GET /work 中检查 X-Client-ID：非法的键返回 400 {error:'invalid_client'}，允许时返回 200 {ok:True}，超出时返回 limited_response。state 按应用分开。

不要真的 sleep，而要通过 clock 函数传递装在列表里的当前时间。

保存后用 bash /opt/lab/checks/fa-rate-window-lab/08-contract.sh 确认。