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  • Java 消息队列、缓存、同步(个人理解:空谈)
    2021-12-30 16:57:57

    Java 消息队列、缓存、同步、

    消息队列

    我的理解:消息队列,将消息存入消息队列,然后就OK了。

    系统之间原先调用通用接口,但引入了消息队列后,系统之间调用MQ消息队列。

    好处:响应快,能累积请求,甩手掌柜。

    // 为什么要使用MQ消息队列
    解耦复用、异步、削峰
    // 使用了MQ消息队列会带来那些隐患
    降低系统可用性、提高系统复杂度、数据一致性
    // 如何使用MQ消息队列
    // 常见的消息队列
    activeMQ、rabbitMQ、rocketMQ、kafka
    

    缓存

    我的理解:缓存,将数据备份到本地。

    系统原先调用数据库数据,但引用了缓存,系统调用缓存数据,没有调到数据,然后调用数据库数据

    好处:响应快,请求多。

    // 为什么要使用缓存
    高性能、高并发
    // 使用了缓存会带来那些隐患
    缓存与数据库双些不一致、缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩、缓存并发竞争
    // 如何使用缓存
    

    加锁的目的是为了同步,为了数据的一致性。

    实现同步的方式有很多:加锁,ThreadLocal当前线程变量、线程阻塞、使用线程池,

    实现加锁的方式也有很多:volatile关键字、synchronized关键字、Lock接口

    实现线程阻塞的方式也有很多:sleep() 、wait()

    分布式锁

    用在分布式系统中,每一个系统的指定进程放一个锁,同一时间,同一进程,只能有一个进程被执行。

    负载均衡

    我的理解:负载均衡,将请求合理的分配到指定的服务器。

    系统原先发送请求到xxx服务器,但引用了负载均衡,系统发送的请求到了yyy服务器。

    好处:合理分配资源

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    Java任务队列在不断的学习中需要我们掌握很多相关的技术信息。首先,下面我们就看看如何应用TaskQueue的具体问题。Java任务队列需要我们详细的学习,当然我们在不断的使用中还需要注意相关信息的学习。下面我们就先...

    Java任务队列在不断的学习中需要我们掌握很多相关的技术信息。

    首先,下面我们就看看如何应用TaskQueue的具体问题。

    Java任务队列需要我们详细的学习,

    当然我们在不断的使用中还需要注意相关信息的学习。

    下面我们就先来看看TaskQueue(任务队列)的具体应用。

    下面我们就详细的学习下。

    在同一时刻,可能有很多任务需要执行,

    而程序在同一时刻只能执行一定数量的任务,

    当需要执行的任务数超过了程序所能承受的任务数时怎么办呢?

    这就有了先执行哪些任务,后执行哪些任务的规则。

    TaskQueue类就定义了这些规则中的一种,它采用的是FIFO(先进先出,英文名是First In

    First Out)的方式,也就是按照任务到达的先后顺序执行。TaskQueue类的定义。

    Java任务队列代码如下:

    import java.util.Iterator;

    import java.util.LinkedList;

    import java.util.List;

    public class TaskQueue {

    private List queue = new LinkedList(); // 添加一项任务

    public synchronized void addTask(Task task) {

    if (task != null) {

    queue.add(task);

    }

    } // 完成任务后将它从任务队列中删除

    public synchronized void finishTask(Task task) {

    if (task != null) {

    task.setState(Task.State.FINISHED);

    queue.remove(task);

    }

    } // 取得一项待执行任务

    public synchronized Task getTask() {

    Iterator it = queue.iterator();

    Task task;

    while (it.hasNext()) {

    task = it.next(); // 寻找一个新建的任务

    if (Task.State.NEW.equals(task.getState())) { // 把任务状态置为运行中

    task.setState(Task.State.RUNNING);

    return task;

    }

    }

    return null;

    }

    }

    import java.util.Iterator;

    import java.util.LinkedList;

    import java.util.List;

    public class TaskQueue {

    private List queue = new LinkedList(); // 添加一项任务

    public synchronized void addTask(Task task) {

    if (task != null) {

    queue.add(task);

    }

    } // 完成任务后将它从任务队列中删除

    public synchronized void finishTask(Task task) {

    if (task != null) {

    task.setState(Task.State.FINISHED);

    queue.remove(task);

    }

    } // 取得一项待执行任务

    public synchronized Task getTask() {

    Iterator it = queue.iterator();

    Task task;

    while (it.hasNext()) {

    task = it.next(); // 寻找一个新建的任务

    if (Task.State.NEW.equals(task.getState())) { // 把任务状态置为运行中

    task.setState(Task.State.RUNNING);

    return task;

    }

    }

    return null;

    }

    }

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    在我们的工作中,很多地方使用延迟队列,比如订单到期没有付款取消订单,制订一个提醒的任务等都需要延迟队列,那么我们需要实现延迟队列。我们本文的梗概如下,同学们可以选择性阅读。

    1. 实现一个简单的延迟队列。

    我们知道目前JAVA可以有DelayedQueue,我们首先开一个DelayQueue的结构类图。DelayQueue实现了Delay、BlockingQueue接口。也就是DelayQueue是一种阻塞队列。

    22194527292a7c8cde6f6bd419e2be9b.png

    我们在看一下Delay的类图。Delayed接口也实现了Comparable接口,也就是我们使用Delayed的时候需要实现CompareTo方法。因为队列中的数据需要排一下先后,根据我们自己的实现。Delayed接口里边有一个方法就是getDelay方法,用于获取延迟时间,判断是否时间已经到了延迟的时间,如果到了延迟的时间就可以从队列里边获取了。

    ad6d2d0d9d56f8f8c7ae2131f3db601f.png

    我们创建一个Message类,实现了Delayed接口,我们主要把getDelay和compareTo进行实现。在Message的构造方法的地方传入延迟的时间,单位是毫秒,计算好触发时间fireTime。同时按照延迟时间的升序进行排序。我重写了里边的toString方法,用于将Message按照我写的方法进行输出。

    d589e8f16b9b49911e0dcbae98a4d7fb.png

    5c51ce7f746550e5d89e0a81c012ca2e.png

    里边的main方法里边声明了两个Message,一个延迟5秒,一个延迟7秒,时间到了之后会将接取出并且打印。输出的结果如下,正是我们所期望的。

    cce2b512d0b25a33679ba064ebfec9a2.png

    这个方法实现起来真的非常简单。但是缺点也是很明显的,就是数据在内存里边,数据比较容易丢失。那么我们需要采用Redis实现分布式的任务处理。

    2. 使用Redis的list实现分布式延迟队列。

    本地需要安装一个Redis,我自己是使用Docker构建一个Redis,非常快速,命令也没多少。我们直接启动Redis并且暴露6379端口。进入之后直接使用客户端命令即可查看和调试数据。

    1be52456f9bbd8907fc871522c8a1601.png

    我本地采用spring-boot的方式连接redis,pom文件列一下,供大家参考。

    16e7e48fbdcfbaf22bc47d156862ed3d.png

    fd9734b6b0dc2cbc99ca9297b7bf07b1.png

    455c47cb15dd3b4880ff36827af51e35.png

    加上Redis的配置放到application.properties里边即可实现Redis连接,非常的方便。

    5b4de0a25f6ff6e7578432fb1f07b208.png

    接下来实现一个基于Redis的list数据类型进行实现的一个类。我们使用RedisTemplate操作Redis,这个里边封装好我们所需要的Redis的一些方法,用起来非常方便。这个类允许延迟任务做多有10W个,也是避免数据量过大对Redis造成影响。如果在线上使用的时候也需要考虑延迟任务的多少。太多几百万几千万的时候可能数据量非常大,我们需要计算Redis的空间是否够。这个代码也是非常的简单,一个用于存放需要延迟的消息,采用offer的方法。另外一个是启动一个线程, 如果消息时间到了,那么就将数据lpush到Redis里边。

    59d9b153b524b2be70eca8e601244439.png

    bce265b0f72d907a3af78a30987f1818.png

    接下来我们看一下,我们写一个测试的controller。大家看一下这个请求/redis/listDelayedQueue的代码位置。我们也是生成了两个消息,然后把消息放到队列里边,另外我们在启动一个线程任务,用于将数据从Redis的list中获取。方法也非常简单。

    1340ee35a72c3089f7fde957715ceecf.png

    e0ac5ec7c1d20ed948a09c9f6fba7ec3.png

    3289f6ddb162e970e12fc7aa089aef84.png

    4d270f0740ba3dc22f7ed76f1d7a3447.png

    853c752c1e724fdd6e29efbe3cc6a262.png

    我就不把运行结果写出来了,感兴趣的同学自己自行试验。当然这个方法也是从内存中拿出数据,到时间之后放到Redis里边,还是会存在程序启动的时候,任务进行丢失。我们继续看另外一种方法更好地进行这个问题的处理。

    3. 使用Redis的zSet实现分布式延迟队列。

    我们需要再写一个ZSet的队列处理。下边的offerMessage主要是把消息直接放入缓存中。采用Redis的ZSET的zadd方法。zadd(key, value, score) 即将key=value的数据赋予一个score, 放入缓存中。score就是计算出来延迟的毫秒数。

    d6ee2a99a236438236887e5187985d50.png

    2073cba5ec39cd3ff7fcb86c53dec27f.png

    上边的Controller方法已经写好了测试的方法。/redis/zSetDelayedQueue,里边主要使用ZSet的zRangeByScore(key, min, max)。主要是从score从0,当前时间的毫秒数获取。取出数据后再采用removeRangeByScore,将数据删除。这样数据可以直接写到Redis里边,然后取出数据后直接处理。这种方法比前边的方法稍微好一些,但是实际上还存在一些问题,因为依赖Redis,如果Redis内存不足或者连不上的时候,系统将变得不可用。

    4. 总结一下,另外还有哪些可以延迟队列。

    上面的方法其实还是存在问题的,比如系统重启的时候还是会造成任务的丢失。所以我们在生产上使用的时候,我们还需要将任务保存起来,比如放到数据库和文件存储系统将数据存储起来,这样做到double-check,双重检查,最终达到任务的99.999%能够处理。

    其实还有很多东西可以实现延迟队列。

    1) RabbitMQ就可以实现此功能。这个消息队列可以把数据保存起来并且进行处理。

    2)Kafka也可以实现这个功能。

    3)Netty的HashedWheelTimer也可以实现这个功能。

    有兴趣的同学可以进一步研究这些内容的实现。

    欢迎大家留言评论,做进一步探讨!

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  • Java数据结构队列(Queue)用法队列是一种特殊的线性表,它只允许在表的前端进行删除操作,而在表的...以下实例演示了队列(Queue)的用法:Main.java 文件import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;public c...

    Java数据结构队列(Queue)用法

    队列是一种特殊的线性表,它只允许在表的前端进行删除操作,而在表的后端进行插入操作。

    LinkedList类实现了Queue接口,因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。

    以下实例演示了队列(Queue)的用法:

    Main.java 文件

    import java.util.LinkedList;

    import java.util.Queue;

    public class Main {

    public static void main(String[] args) {

    //add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常(不推荐)

    Queue queue = new LinkedList();

    //添加元素

    queue.offer("a");

    queue.offer("b");

    queue.offer("c");

    queue.offer("d");

    queue.offer("e");

    for(String q : queue){

    System.out.println(q);

    }

    System.out.println("===");

    System.out.println("poll="+queue.poll()); //返回第一个元素,并在队列中删除

    for(String q : queue){

    System.out.println(q);

    }

    System.out.println("===");

    System.out.println("element="+queue.element()); //返回第一个元素

    for(String q : queue){

    System.out.println(q);

    }

    System.out.println("===");

    System.out.println("peek="+queue.peek()); //返回第一个元素

    for(String q : queue){

    System.out.println(q);

    }

    }

    }

    以上代码运行输出结果为:

    a

    b

    c

    d

    e

    ===

    poll=a

    b

    c

    d

    e

    ===

    element=b

    b

    c

    d

    e

    ===

    peek=b

    b

    c

    d

    e

    序号

    相关信息

    1

    sum

    数字求和运算

    2

    intopost

    利用堆栈将中缀表达式转换成后缀

    3

    insert

    在链表(LinkedList)的开头和结

    4

    element

    获取链表(LinkedList)的第一个

    5

    replace

    删除链表中的元素

    6

    7

    vecsort

    获取向量元素的索引值

    8

    9

    search

    链表元素查找

    10

    reverse

    压栈出栈的方法实现字符串反转

    11

    vecmax

    获取向量的最大元素

    12

    13

    swap

    旋转向量

    本文网址:http://www.santii.com/java/tutorial-data-structures_queue.html

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