令牌桶算法是一种常用的流量控制和速率限制算法，它的设计目的是平滑网络服务的请求处理速率，避免因请求量突增导致系统过载。以下是令牌桶算法的核心特性和工作原理：
1. 固定容量的令牌桶：算法假定有一个固定容量的“桶”，用来存放令牌（Tokens）。这些令牌代表了系统允许处理的请求权利。
2. 恒定速率填充令牌：系统按照一个预设的恒定速率向桶中添加令牌。即使桶已经满了，超出的令牌也不会被保留，即新生成的令牌在桶满时会被丢弃。
3. 请求消耗令牌：当一个请求到达时，需要从桶中取出一个或多个令牌（取决于具体实现和请求的“成本”）。只有当桶中有足够令牌时，请求才会被处理；如果令牌不足，则请求可能被拒绝、延迟处理，或者根据策略以其他方式处理（例如，按比例降低服务质量）。
4. 允许突发流量：由于令牌可以累积，如果一段时间内请求较少，桶中就会积累令牌。这意味着，在后续短时间内，即使请求量突然增大，只要桶中有足够的令牌储备，这些请求仍然可以被处理，从而允许某种程度的突发流量。
5. 平滑流量：通过控制令牌的消耗速率与补充速率，令牌桶算法能有效平滑系统处理请求的速率，避免因请求流量的剧烈波动导致的服务不稳定或性能下降。
总结来说，令牌桶算法是一种既能够限制平均数据处理速率，又能应对短时突发流量的灵活限流策略，适用于需要维持服务稳定性和响应性的场景，如Web服务、API管理、数据库访问控制等。