Java 實現滑動時間視窗限流演算法的程式碼
在網上搜滑動時間視窗限流演算法,大多都太複雜了,本人實現了個簡單的,先上程式碼:
package cn.dijia478.util; import java.time.LocalTime; import java.util.LinkedList; import java.util.List; import java.util.Map; import java.util.Random; import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap; /** * 滑動時間視窗限流工具 * 本限流工具只適用於單機版,如果想要做全侷限流,可以按本程式的思想,用redis的List結構去實現 * * @author dijia478 * @date 2020-10-13 10:53 */ public class SlideWindow { /** 佇列id和佇列的對映關係,佇列裡面儲存的是每一次通過時候的時間戳,這樣可以使得程式裡有多個限流佇列 */ private volatile static Map<String,List<Long>> MAP = new ConcurrentHashMap<>(); private SlideWindow() {} public static void main(String[] args) throws InterruptedException { while (true) { // 任意10秒內,只允許2次通過 System.out.println(LocalTime.now().toString() + SlideWindow.isGo("ListId",2,10000L)); // 睡眠0-10秒 Thread.sleep(1000 * new Random().nextInt(10)); } } /** * 滑動時間視窗限流演算法 * 在指定時間視窗,指定限制次數內,是否允許通過 * * @param listId 佇列id * @param count 限制次數 * @param timeWindow 時間視窗大小 * @return 是否允許通過 */ public static synchronized boolean isGo(String listId,int count,long timeWindow) { // 獲取當前時間 long nowTime = System.currentTimeMillis(); // 根據佇列id,取出對應的限流佇列,若沒有則建立 List<Long> list = MAP.computeIfAbsent(listId,k -> new LinkedList<>()); // 如果佇列還沒滿,則允許通過,並添加當前時間戳到佇列開始位置 if (list.size() < count) { list.add(0,nowTime); return true; } // 佇列已滿(達到限制次數),則獲取佇列中最早新增的時間戳 Long farTime = list.get(count - 1); // 用當前時間戳 減去 最早新增的時間戳 if (nowTime - farTime <= timeWindow) { // 若結果小於等於timeWindow,則說明在timeWindow內,通過的次數大於count // 不允許通過 return false; } else { // 若結果大於timeWindow,則說明在timeWindow內,通過的次數小於等於count // 允許通過,並刪除最早新增的時間戳,將當前時間新增到佇列開始位置 list.remove(count - 1); list.add(0,nowTime); return true; } } }
執行可以看到,任意10秒內,通過的次數不超過2次。或者按照實現原理來說,任意通過2次內的時間差,都不超過10秒:
這裡畫圖做說明,為什麼這樣可以做到滑動視窗限流,假設10秒內允許通過5次
1.這條線就是佇列list,當第一個事件進來,佇列大小是0,時間是第1秒:
2.因為size=0,小於5,都沒有到限制的次數,完全不用考慮時間視窗,直接把這次事件的時間戳放到0的位置:
3.第2.8秒的時候,第二個事件來了。因為此時size=1,還是小於5,把這次事件的時間戳放到0的位置,原來第1秒來的事件時間戳會往後移動一格:
4.陸續的又來了3個事件,佇列大小變成了5,先來的時間戳依次向後移動。此時,第6個事件來了,時間是第8秒:
5.因為size=5,不小於5,此時已經達到限制次數,以後都需要考慮時間視窗了。所以取出位置4的時間(離現在最遠的時間),和第6個事件的時間戳做比較:
6.得到的差是7秒,小於時間視窗10秒,說明在10秒內,來的事件個數大於5了,所以本次不允許通過:
7.接下來即便來上100個事件,只要時間差小於等於10秒,都同上,拒絕通過:
8.第11.1秒,第101次事件過來了。因為size=5,不小於5,所以取出位置4的時間(離現在最遠的時間),和第101個事件的時間戳做比較:
9.得到的差是10.1秒,大於時間視窗10秒,說明在10秒內,來的事件個數小於等於5了,所以本次允許通過:
10.刪除位置4的時間(離現在最遠的時間),把這次事件的時間戳放到0的位置,後面的時間戳依次向後移動:
往後再來其他事件,就是重複4-10的步驟,即可實現,在任意滑動時間視窗內,限制通過的次數
其本質思想是轉換概念,將原本問題的確定時間大小,進行次數限制。轉換成確定次數大小,進行時間限制。
到此這篇關於Java 實現滑動時間視窗限流演算法的程式碼的文章就介紹到這了,更多相關Java滑動時間視窗限流演算法內容請搜尋我們以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援我們!