触发设备离线

业务场景

业务开发过程中，我们经常会需要判断远程终端是否在线，当终端离线的时候我们需要发送消息告知相应的系统，

环形队列
 

1.创建一个index从0到30的环形队列（本质是个数组）
2.环上每一个slot是一个Set，任务集合
3.同时还有一个Map，记录uid落在环上的哪个slot里
4.启动一个timer，每隔1s，在上述环形队列中移动一格，0->1->2->3…->29->30->0…
5.有一个Current Index指针来标识刚检测过的slot
6.接收到设备心跳后将寻找到原来uid的位置然后移动到当前指针的后一位，并删除原来slot里的uid
7.这样就可以快速获取超时的设备uid

环形队列实现

package com.zngx.admin.circle;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @Author : zhiying
 * @Date : 2022-11-22 15:17
 * @Desc : 环形队列 - 设备离线判定
 * 1、预设一个长度为10000的数组（按实际业务定义长度）
 * 2、每个数组存放一个Set集合
 * 3、维护一个游标cur，从0到9999递增，到达9999时，重置为0（启动一个线程执行）
 * 4、维护一个map，记录所有设备ID存放的数组位置，方便查找
 * 5、监听到设备心跳时，先将原来的数据从指定位置的集合中删除，通过计算当前游标位置和keepAlive寻找合适的位置将设备ID放入
 * 6、当游标指向某个位置a时，a位置的集合中的所有设备全部判定为离线，并清空该位置的集合
 **/

public class CircleQueue {

    //线程安全锁
    Lock lock = new ReentrantLock();

    //初始环形队列大小
    private int capacity = 10000;

    //当前环形队列所在节点
    private volatile int currentIndex = 0;

    //数据所在节点
    private Map dataIndex = new HashMap<>();

    //环形队列
    private Set[] array;

    public CircleQueue(){
        array = new HashSet[capacity];
    }

    public CircleQueue(int capacity){
        this.capacity = capacity;
        array = new HashSet[capacity];
    }

    /**
     * 向环形队列中添加元素
     * @param t
     * @param offset 偏移量，基于游标
     */
    public void add(T t, int offset){
        int index = currentIndex + offset;
        if(index >= capacity){
            index = index - capacity;
        }
        try {
            lock.lock();
            //判断数据是否存在
            if(dataIndex.containsKey(t)){
                Set old  =  array[dataIndex.get(t)];
                old.remove(t);
            }
            //获取当前节点的队列
            Set set = array[index];
            if(null == set){
                set = new HashSet<>();
                array[index] = set;
            }
            set.add(t);
            //更新新的节点位置
            dataIndex.put(t,index);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    /**
     * 下移一格，到9999重新置为0
     */
    public void next(){
        int cur = currentIndex + 1;
        if(cur >= capacity){
            cur = cur - capacity;
        }
        currentIndex = cur;
        System.out.println("当前游标位置：" + currentIndex);
    }

    /**
     * 获取当前游标指向的元素集合
     * @return
     */
    public Set getAndDeleteData(){
        Set set = null;
        try {
            lock.lock();
            set = array[currentIndex];
            return set;
        }finally {
            // 将集合中所有的元素移除
            array[currentIndex] = new HashSet<>();
            if(set != null && set.size()>0){
                set.forEach(t -> {
                    dataIndex.remove(t);
                });
            }
            lock.unlock();
        }
    }

    public int getIndex(T t){
        if(dataIndex.containsKey(t)){
            return dataIndex.get(t);
        }
        return -1;
    }
}

测试代码 

    @Test
    public void circleTest(){
        CircleQueue circleQueue = new CircleQueue<>();
        for (int i=0;i<1000;i++){
            String uuid = String.valueOf(i+1);
            int offset = (int) Math.round(Math.random()*10);
            circleQueue.add(uuid, offset);
        }
        checkTimeout(circleQueue);
        insertDataRandom(circleQueue);
        try {
            Thread.sleep(600000);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void checkTimeout(CircleQueue circleQueue){
        service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Set set = circleQueue.getAndDeleteData();
                if(set == null || set.isEmpty()) {
                    System.out.println("本次没有设备离线");
                }else{
                    System.out.println("这些设备离线啦：" + Joiner.on(",").join(set));
                }
                circleQueue.next();
            }
        },2,1, TimeUnit.SECONDS);
    }

    private void insertDataRandom(CircleQueue circleQueue){
        service.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                String deviceId = String.valueOf(Math.round(Math.random()*100000));
                int offset = (int) Math.round(Math.random()*10);
                circleQueue.add(deviceId, offset);
                System.out.println("插入设备["+deviceId+"], " + offset + "秒后离线");
            }
        },3,3, TimeUnit.SECONDS);
    }

 测试结果

148aed53-a083-40a6-82d3-ede14e5e39c9初始时间1585571543739
当前位置:0数据大小:0
当前位置:1数据大小:0
当前位置:2数据大小:0
当前位置:3数据大小:0
当前位置:4数据大小:0
148aed53-a083-40a6-82d3-ede14e5e39c9不移动位置29
当前位置:5数据大小:0
当前位置:6数据大小:0
当前位置:7数据大小:0
当前位置:8数据大小:0
当前位置:9数据大小:0
当前位置:10数据大小:0
当前位置:11数据大小:0
当前位置:12数据大小:0
当前位置:13数据大小:0
当前位置:14数据大小:0
148aed53-a083-40a6-82d3-ede14e5e39c9不移动位置29
当前位置:15数据大小:0
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148aed53-a083-40a6-82d3-ede14e5e39c9过期
超时时间30005