java时间滑动窗口

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mob64ca12e3a791 2024-09-14 06:16:50 ©著作权

文章标签 数据滑动窗口 java 文章分类 Java 后端开发

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Java 时间滑动窗口的简介与示例

在处理实时数据流时，时间滑动窗口是一种非常有效的方法。它允许我们只关注最近的一段时间内的数据，有助于优化内存和计算的消耗。本文将介绍Java中的时间滑动窗口及其实现方式，包括一个示例代码。

什么是时间滑动窗口

时间滑动窗口是一种窗口管理策略，通常用于处理流数据（如网络请求、传感器读数等）。它会自动地丢弃过时的数据，只保留最近的一段时间内的数据。例如，滑动窗口可以设置为过去的10秒，程序只会处理这10秒内的所有数据。

状态图

在实现时间滑动窗口时，可以通过状态图来描述窗口的变化过程。以下是一个简单的状态图，展示了时间滑动窗口运作的概念：

stateDiagram
    [*] --> 收集数据
    收集数据 --> 刷新窗口 : 时间到期
    刷新窗口 --> 收集数据 : 继续收集

Java 实现示例

以下是一个简单的Java示例，演示如何实现时间滑动窗口。该示例简化了实际应用，主要关注时间管理与数据存储。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class SlidingWindow {
    private Queue<Long> timeQueue;
    private final long windowSize; // 窗口大小 (毫秒)
    private final Timer timer;

    public SlidingWindow(long windowSize) {
        this.windowSize = windowSize;
        this.timeQueue = new LinkedList<>();
        this.timer = new Timer(true); // 使用守护线程
        startWindow();
    }

    // 启动窗口任务
    private void startWindow() {
        timer.scheduleAtFixedRate(new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                long currentTime = System.currentTimeMillis();
                // 清理过时的数据
                while (!timeQueue.isEmpty() && currentTime - timeQueue.peek() > windowSize) {
                    timeQueue.poll();
                }
            }
        }, 0, 1000); // 每秒检查一次
    }

    // 收集数据
    public void addData() {
        long currentTime = System.currentTimeMillis();
        timeQueue.add(currentTime);
    }

    // 获取当前有效数据数量
    public int getCurrentDataCount() {
        return timeQueue.size();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SlidingWindow window = new SlidingWindow(10000); // 10秒窗口

        // 模拟数据采集
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            window.addData();
            System.out.println("当前有效数据数量: " + window.getCurrentDataCount());
            try {
                Thread.sleep(500); // 每500ms添加一次数据
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}