Spring|Spring Boot实现数据访问计数器方案详解 SpringBoot实现数据访问计数器方

1、数据访问计数器
2、代码实现

2.1、方案说明
2.2、代码
2.3、调用

1、数据访问计数器 ??在Spring Boot项目中，有时需要数据访问计数器。大致有下列三种情形：
1）纯计数：如登录的密码错误计数，超过门限N次，则表示计数器满，此时可进行下一步处理，如锁定该账户。
2）时间滑动窗口：设窗口宽度为T，如果窗口中尾帧时间与首帧时间差大于T，则表示计数器满。
??例如使用redis缓存时，使用key查询redis中数据，如果有此key数据，则返回对象数据；如无此key数据，则查询数据库，但如果一直都无此key数据，从而反复查询数据库，显然有问题。此时，可使用时间滑动窗口，对于查询的失败的key，距离首帧T时间（如1分钟）内，不再查询数据库，而是直接返回无此数据，直到新查询的时间超过T，更新滑窗首帧为新时间，并执行一次查询数据库操作。
3）时间滑动窗口+计数：这往往在需要进行限流处理的场景使用。如T时间（如1分钟）内，相同key的访问次数超过超过门限N，则表示计数器满，此时进行限流处理。

2、代码实现
2.1、方案说明
1）使用字典来管理不同的key，因为不同的key需要单独计数。
2）上述三种情况，使用类型属性区分，并在构造函数中进行设置。
3）滑动窗口使用双向队列Deque来实现。
4）考虑到访问并发性，读取或更新时，加锁保护。
【Spring|Spring Boot实现数据访问计数器方案详解】
2.2、代码

package com.abc.example.service; import java.util.ArrayDeque; import java.util.Deque; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * @className : DacService * @description : 数据访问计数服务类 * @summary: * @history: * ------------------------------------------------------------------------------ * dateversionmodifierremarks * ------------------------------------------------------------------------------ * 2021/08/03 1.0.0sheng.zheng初版 * */public class DacService { // 计数器类型：1-数量；2-时间窗口；3-时间窗口+数量 private int counterType; // 计数器数量门限 private int counterThreshold = 5; // 时间窗口长度，单位毫秒 private int windowSize = 60000; // 对象key的访问计数器 private Map itemMap; // 对象key的访问滑动窗口 private Map> itemSlideWindowMap; /*** 构造函数* @param counterType: 计数器类型，值为1，2，3之一* @param counterThreshold : 计数器数量门限，如果类型为1或3，需要此值* @param windowSize: 窗口时间长度，如果为类型为2,3，需要此值*/ public DacService(int counterType, int counterThreshold, int windowSize) {this.counterType = counterType; this.counterThreshold = counterThreshold; this.windowSize = windowSize; if (counterType == 1) {// 如果与计数器有关itemMap = new HashMap(); }else if (counterType == 2 || counterType == 3) {// 如果与滑动窗口有关itemSlideWindowMap = new HashMap>(); } } /*** * @methodName: isItemKeyFull* @description: 对象key的计数是否将满* @param itemKey : 对象key* @param timeMillis: 时间戳，毫秒数，如为滑窗类计数器，使用此参数值* @return: 满返回true，否则返回false* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/03 1.0.0sheng.zheng初版* 2021/08/08 1.0.1sheng.zheng支持多种类型计数器**/ public boolean isItemKeyFull(String itemKey,Long timeMillis) {boolean bRet = false; if (this.counterType == 1) {// 如果为计数器类型if (itemMap.containsKey(itemKey)) {synchronized(itemMap) {Integer value = https://www.it610.com/article/itemMap.get(itemKey); // 如果计数器将超越门限if (value>= this.counterThreshold - 1) {bRet = true; }}}else {// 新的对象key，视业务需要，取值true或falsebRet = true; }}else if(this.counterType == 2){// 如果为滑窗类型if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); synchronized(itemQueue) {if (itemQueue.size() > 0) {Long head = itemQueue.getFirst(); if (timeMillis - head >= this.windowSize) {// 如果窗口将满bRet = true; }}}}else {// 新的对象key，视业务需要，取值true或falsebRet = true; }}else if(this.counterType == 3){// 如果为滑窗+数量类型if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); synchronized(itemQueue) {Long head = 0L; // 循环处理头部数据，确保新数据帧加入后，维持窗口宽度while(true) {// 取得头部数据head = itemQueue.peekFirst(); if (head == null || timeMillis - head <= this.windowSize) {break; }// 移除头部itemQueue.remove(); } if (itemQueue.size() >= this.counterThreshold -1) {// 如果窗口数量将满bRet = true; }}}else {// 新的对象key，视业务需要，取值true或falsebRet = true; }}return bRet; } /*** * @methodName: resetItemKey* @description: 复位对象key的计数 * @param itemKey : 对象key* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/03 1.0.0sheng.zheng初版* 2021/08/08 1.0.1sheng.zheng支持多种类型计数器**/ public void resetItemKey(String itemKey) {if (this.counterType == 1) {// 如果为计数器类型if (itemMap.containsKey(itemKey)) {// 更新值，加锁保护synchronized(itemMap) {itemMap.put(itemKey, 0); }}}else if(this.counterType == 2){// 如果为滑窗类型// 清空if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); if (itemQueue.size() > 0) {// 加锁保护synchronized(itemQueue) {// 清空itemQueue.clear(); }}}}else if(this.counterType == 3){// 如果为滑窗+数量类型if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); synchronized(itemQueue) {// 清空itemQueue.clear(); }}} } /*** * @methodName: putItemkey* @description: 更新对象key的计数* @param itemKey : 对象key* @param timeMillis: 时间戳，毫秒数，如为滑窗类计数器，使用此参数值* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/03 1.0.0sheng.zheng初版* 2021/08/08 1.0.1sheng.zheng支持多种类型计数器**/ public void putItemkey(String itemKey,Long timeMillis) {if (this.counterType == 1) {// 如果为计数器类型if (itemMap.containsKey(itemKey)) {// 更新值，加锁保护synchronized(itemMap) {Integer value = https://www.it610.com/article/itemMap.get(itemKey); // 计数器+1value ++; itemMap.put(itemKey, value); }}else {// 新key值，加锁保护synchronized(itemMap) {itemMap.put(itemKey, 1); }}}else if(this.counterType == 2){// 如果为滑窗类型 if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); // 加锁保护synchronized(itemQueue) {// 加入itemQueue.add(timeMillis); }}else {// 新key值，加锁保护Deque itemQueue = new ArrayDeque(); synchronized(itemSlideWindowMap) {// 加入映射表itemSlideWindowMap.put(itemKey, itemQueue); itemQueue.add(timeMillis); }}}else if(this.counterType == 3){// 如果为滑窗+数量类型if (itemSlideWindowMap.containsKey(itemKey)) {Deque itemQueue = itemSlideWindowMap.get(itemKey); // 加锁保护synchronized(itemQueue) {Long head = 0L; // 循环处理头部数据while(true) {// 取得头部数据head = itemQueue.peekFirst(); if (head == null || timeMillis - head <= this.windowSize) {break; }// 移除头部itemQueue.remove(); }// 加入新数据itemQueue.add(timeMillis); }}else {// 新key值，加锁保护Deque itemQueue = new ArrayDeque(); synchronized(itemSlideWindowMap) {// 加入映射表itemSlideWindowMap.put(itemKey, itemQueue); itemQueue.add(timeMillis); }}} } /*** * @methodName : clear* @description : 清空字典* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/03 1.0.0sheng.zheng初版* 2021/08/08 1.0.1sheng.zheng支持多种类型计数器**/ public void clear() {if (this.counterType == 1) {// 如果为计数器类型synchronized(this) {itemMap.clear(); }}else if(this.counterType == 2){// 如果为滑窗类型 synchronized(this) {itemSlideWindowMap.clear(); }}else if(this.counterType == 3){// 如果为滑窗+数量类型synchronized(this) {itemSlideWindowMap.clear(); }} }}

2.3、调用
??要调用计数器，只需在应用类中添加DacService对象，如：

public class DataCommonService { // 数据访问计数服务类，时间滑动窗口，窗口宽度60秒 protected DacService dacService = new DacService(2,0,60000); /*** * @methodName: procNoClassData* @description: 对象组key对应的数据不存在时的处理* @param classKey : 对象组key* @return: 数据加载成功，返回true,否则为false* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/08 1.0.0sheng.zheng初版**/ protected boolean procNoClassData(Object classKey) {boolean bRet = false; String key = getCombineKey(null,classKey); Long currentTime = System.currentTimeMillis(); // 判断计数器是否将满if (dacService.isItemKeyFull(key,currentTime)) {// 如果计数将满// 复位dacService.resetItemKey(key); // 从数据库加载分组数据项bRet = loadGroupItems(classKey); }dacService.putItemkey(key,currentTime); return bRet; } /*** * @methodName: procNoItemData* @description: 对象key对应的数据不存在时的处理* @param itemKey : 对象key* @param classKey : 对象组key* @return: 数据加载成功，返回true,否则为false* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/08 1.0.0sheng.zheng初版**/ protected boolean procNoItemData(Object itemKey, Object classKey) {// 如果itemKey不存在boolean bRet = false; String key = getCombineKey(itemKey,classKey); Long currentTime = System.currentTimeMillis(); if (dacService.isItemKeyFull(key,currentTime)) {// 如果计数将满// 复位dacService.resetItemKey(key); // 从数据库加载数据项bRet = loadItem(itemKey, classKey); }dacService.putItemkey(key,currentTime); return bRet; } /*** * @methodName: getCombineKey* @description: 获取组合key值* @param itemKey : 对象key* @param classKey : 对象组key* @return: 组合key* @history:* ------------------------------------------------------------------------------* dateversionmodifierremarks* ------------------------------------------------------------------------------* 2021/08/08 1.0.0sheng.zheng初版**/ protected String getCombineKey(Object itemKey, Object classKey) {String sItemKey = (itemKey == null ? "" : itemKey.toString()); String sClassKey = (classKey == null ? "" : classKey.toString()); String key = ""; if (!sClassKey.isEmpty()) {key = sClassKey; }if (!sItemKey.isEmpty()) {if (!key.isEmpty()) {key += "-" + sItemKey; }else {key = sItemKey; }}return key; }}

??procNoClassData方法：分组数据不存在时的处理。procNoItemData方法：单个数据项不存在时的处理。
??主从关系在数据库中，较为常见，因此针对分组数据和单个对象key分别编写了方法；如果key的个数超过2个，可以类似处理。
作者：阿拉伯1999 出处：http://www.cnblogs.com/alabo1999/ 本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利. 养成良好习惯，好文章随手顶一下。
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