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实现循环队列中入队列主要语句?

来源:天和游戏  作者:天和游戏  时间:2024-10-19 14:34

一、实现循环队列中入队列主要语句?

要实现循环队列的入队操作,首先需要判断队列是否已满。如果队列已满,则无法入队。如果队列未满,则将元素插入到队尾,并更新队尾指针。

如果队尾指针已经指向队列的最后一个位置,则将队尾指针指向队列的第一个位置,实现循环。

入队操作的主要语句包括判断队列是否已满的条件语句、插入元素的语句以及更新队尾指针的语句。这些语句的具体实现会根据编程语言和数据结构的不同而有所差异。

二、rocketmq延时队列实现原理?

RocketMQ是一款开源的分布式消息系统,基于高可用分布式集群技术,提供低延时的、高可靠、万亿级容量、灵活可伸缩的消息发布与订阅服务。

它前身是MetaQ,是阿里基于Kafka的设计使用Java进行自主研发的。在2012年,阿里将其开源, 在2016年,阿里将其捐献给Apache软件基金会(Apache Software Foundation,简称为ASF),正式成为孵化项目。2017 年,Apache软件基金会宣布RocketMQ已孵化成为 Apache顶级项目(Top Level Project,简称为TLP ),是国内首个互联网中间件在 Apache上的顶级项目。

延迟消息

生产者把消息发送到消息队列中以后,并不期望被立即消费,而是等待指定时间后才可以被消费者消费,这类消息通常被称为延迟消息。

在RocketMQ中,支持延迟消息,但是不支持任意时间精度的延迟消息,只支持特定级别的延迟消息。如果要支持任意时间精度,不能避免在Broker层面做消息排序,再涉及到持久化的考量,那么消息排序就不可避免产生巨大的性能开销。

消息延迟级别分别为1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h,共18个级别。在发送消息时,设置消息延迟级别即可,设置消息延迟级别时有以下3种情况:

设置消息延迟级别等于0时,则该消息为非延迟消息。

设置消息延迟级别大于等于1并且小于等于18时,消息延迟特定时间,如:设置消息延迟级别等于1,则延迟1s;设置消息延迟级别等于2,则延迟5s,以此类推。

设置消息延迟级别大于18时,则该消息延迟级别为18,如:设置消息延迟级别等于20,则延迟2h。

延迟消息示例

首先,写一个消费者,用于消费延迟消息:

再写一个延迟消息的生产者,用于发送延迟消息:

运行生产者以后,就会发送一条延迟消息:

10秒钟后,消费者收到的这条延迟消息:

延迟消息的原理分析

以下分析的RocketMQ源码的版本号是4.7.1,版本不同源码略有差别。

CommitLog

在org.apache.rocketmq.store.CommitLog中,针对延迟消息做了一些处理:

可以看到,每一个延迟消息的主题都被暂时更改为SCHEDULE_TOPIC_XXXX,并且根据延迟级别延迟消息变更了新的队列Id。接下来,处理延迟消息的就是org.apache.rocketmq.store.schedule.ScheduleMessageService。

ScheduleMessageService

ScheduleMessageService是由org.apache.rocketmq.store.DefaultMessageStore进行初始化的,初始化包括构造对象和调用load方法。最后,再执行ScheduleMessageService的start方法:

遍历所有延迟级别,根据延迟级别获得对应队列的偏移量,如果偏移量不存在,则设置为0。然后为每个延迟级别创建定时任务,第一次启动任务延迟为1秒,第二次及以后的启动任务延迟才是延迟级别相应的延迟时间。

然后,又创建了一个定时任务,用于持久化每个队列消费的偏移量。持久化的频率由flushDelayOffsetInterval属性进行配置,默认为10秒。

定时任务

ScheduleMessageService的start方法执行之后,每个延迟级别都创建自己的定时任务,这里的定时任务的具体实现就在DeliverDelayedMessageTimerTask类之中,它核心代码是executeOnTimeup方法之中,我们来看一下主要部分:

如果没有获取到对应的消息队列,则在DELAY_FOR_A_WHILE(默认为100)毫秒后再执行任务。如果获取到了,就继续执行下面操作:

如果没有获取到有效消息,则在DELAY_FOR_A_WHILE(默认为100)毫秒后再执行任务。如果获取到了,就继续执行下面操作:

如果当前消息不到消费的时间,则在countdown毫秒后再执行任务。如果到消费的时间,就继续执行下面操作:

如果获取到消息,则继续执行下面操作:

清除了消息的延迟级别,并且恢复了真正的消息主题和队列Id,重新把消息发送到真正的消息队列上以后,消费者就可以立即消费了。

总结

经过以上对源码的分析,可以总结出延迟消息的实现步骤:

如果消息的延迟级别大于0,则表示该消息为延迟消息,修改该消息的主题为SCHEDULE_TOPIC_XXXX,队列Id为延迟级别减1。

消息进入SCHEDULE_TOPIC_XXXX的队列中。

定时任务根据上次拉取的偏移量不断从队列中取出所有消息。

根据消息的物理偏移量和大小再次获取消息。

根据消息属性重新创建消息,清除延迟级别,恢复原主题和队列Id。

重新发送消息到原主题的队列中,供消费者进行消费。

三、kafka延时队列实现原理?

延迟队列存储的是对应的延迟消息,所谓“延迟消息”是指当消息被发送以后,并不想让消费者立刻拿到消息,而是等待特定时间后,消费者才能拿到这个消息进行消费。

基于消息的延迟:指为每条消息设置不同的延迟时间,那么每当队列中有新消息进入的时候就会重新根据延迟时间排序,当然这也会对性能造成极大的影响。

基于队列的延迟: 设置不同延迟级别的队列,比如5s、10s、30s、1min、5mins、10mins等,每个队列中消息的延迟时间都是相同的,这样免去了延迟排序所要承受的性能之苦,通过一定的扫描策略(比如定时)即可投递超时的消息。

四、kafka延迟队列如何实现?

在发送延时消息的时候并不是先投递到要发送的真实主题(real_topic)中,而是先投递到一些 Kafka 内部的主题(delay_topic)中,这些内部主题对用户不可见,

然后通过一个自定义的服务拉取这些内部主题中的消息,并将满足条件的消息再投递到要发送的真实的主题中,消费者所订阅的还是真实的主题。

五、websocket怎么实现消息队列?

websocket是双向链接的。当成功连接之后,你可以获得一个客户端的socket。在需要主动发送数据的时候,只需要socket.send就可以发送数据了。当然前提是这个socket要依然有效。

六、rocketmq任意时间队列实现原理?

RocketMQ是一款开源的分布式消息系统,基于高可用分布式集群技术,提供低延时的、高可靠、万亿级容量、灵活可伸缩的消息发布与订阅服务。

它前身是MetaQ,是阿里基于Kafka的设计使用Java进行自主研发的。在2012年,阿里将其开源, 在2016年,阿里将其捐献给Apache软件基金会(Apache Software Foundation,简称为ASF),正式成为孵化项目。2017 年,Apache软件基金会宣布RocketMQ已孵化成为 Apache顶级项目(Top Level Project,简称为TLP ),是国内首个互联网中间件在 Apache上的顶级项目。

延迟消息

生产者把消息发送到消息队列中以后,并不期望被立即消费,而是等待指定时间后才可以被消费者消费,这类消息通常被称为延迟消息。

在RocketMQ中,支持延迟消息,但是不支持任意时间精度的延迟消息,只支持特定级别的延迟消息。如果要支持任意时间精度,不能避免在Broker层面做消息排序,再涉及到持久化的考量,那么消息排序就不可避免产生巨大的性能开销。

消息延迟级别分别为1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h,共18个级别。在发送消息时,设置消息延迟级别即可,设置消息延迟级别时有以下3种情况:

设置消息延迟级别等于0时,则该消息为非延迟消息。

设置消息延迟级别大于等于1并且小于等于18时,消息延迟特定时间,如:设置消息延迟级别等于1,则延迟1s;设置消息延迟级别等于2,则延迟5s,以此类推。

设置消息延迟级别大于18时,则该消息延迟级别为18,如:设置消息延迟级别等于20,则延迟2h。

延迟消息示例

首先,写一个消费者,用于消费延迟消息:

再写一个延迟消息的生产者,用于发送延迟消息:

运行生产者以后,就会发送一条延迟消息:

10秒钟后,消费者收到的这条延迟消息:

延迟消息的原理分析

以下分析的RocketMQ源码的版本号是4.7.1,版本不同源码略有差别。

CommitLog

在org.apache.rocketmq.store.CommitLog中,针对延迟消息做了一些处理:

可以看到,每一个延迟消息的主题都被暂时更改为SCHEDULE_TOPIC_XXXX,并且根据延迟级别延迟消息变更了新的队列Id。接下来,处理延迟消息的就是org.apache.rocketmq.store.schedule.ScheduleMessageService。

ScheduleMessageService

ScheduleMessageService是由org.apache.rocketmq.store.DefaultMessageStore进行初始化的,初始化包括构造对象和调用load方法。最后,再执行ScheduleMessageService的start方法:

遍历所有延迟级别,根据延迟级别获得对应队列的偏移量,如果偏移量不存在,则设置为0。然后为每个延迟级别创建定时任务,第一次启动任务延迟为1秒,第二次及以后的启动任务延迟才是延迟级别相应的延迟时间。

然后,又创建了一个定时任务,用于持久化每个队列消费的偏移量。持久化的频率由flushDelayOffsetInterval属性进行配置,默认为10秒。

定时任务

ScheduleMessageService的start方法执行之后,每个延迟级别都创建自己的定时任务,这里的定时任务的具体实现就在DeliverDelayedMessageTimerTask类之中,它核心代码是executeOnTimeup方法之中,我们来看一下主要部分:

如果没有获取到对应的消息队列,则在DELAY_FOR_A_WHILE(默认为100)毫秒后再执行任务。如果获取到了,就继续执行下面操作:

如果没有获取到有效消息,则在DELAY_FOR_A_WHILE(默认为100)毫秒后再执行任务。如果获取到了,就继续执行下面操作:

如果当前消息不到消费的时间,则在countdown毫秒后再执行任务。如果到消费的时间,就继续执行下面操作:

如果获取到消息,则继续执行下面操作:

清除了消息的延迟级别,并且恢复了真正的消息主题和队列Id,重新把消息发送到真正的消息队列上以后,消费者就可以立即消费了。

总结

经过以上对源码的分析,可以总结出延迟消息的实现步骤:

如果消息的延迟级别大于0,则表示该消息为延迟消息,修改该消息的主题为SCHEDULE_TOPIC_XXXX,队列Id为延迟级别减1。

消息进入SCHEDULE_TOPIC_XXXX的队列中。

定时任务根据上次拉取的偏移量不断从队列中取出所有消息。

根据消息的物理偏移量和大小再次获取消息。

根据消息属性重新创建消息,清除延迟级别,恢复原主题和队列Id。

重新发送消息到原主题的队列中,供消费者进行消费。

七、JAVA如何用队列实现并发?

如果是抢资源,在不作弊的情况下 按照先来先得的规则 ,那么比较简单的实现就是队列 ,不管请求的并发多高,如果用线程来实现为用户服务,也就是说 来一个人请求资源那么就启动一个线程,那CPU执行线程总是有顺序的,比如 当前三个人(路人甲路人乙路人丙)请求A资源 ,那服务端就起了三个线程为这三个人服务,假设 这三个人不太幸运在请求的时候没有及时的获得CPU时间片,那么他们三个相当于公平竞争CPU资源,而CPU选择运行线程是不确定顺序的 ,又假设 选中了路人丙的线程运行那么将其放入队列就好了,路人乙,路人丙以此类推 ,那可能会想为什么不及时的处理呢 ,因为后续的操作可能是耗时操作对于线程的占用时间较长那请求资源的人多了服务端就可能挂了

八、循环队列通常用什么来实现队列的头尾相接?

我记得循环队列其实就是个数组,是靠队头、队尾、下标来实现头尾相接如队列A有5个位置,当到达A【4】时,判断到达队尾了,下标变道队头0,即可回到A【0】——队列头部。循环队列应该注意判断队列是否为空,是否满

九、两个栈怎么实现队列?

使用两个栈来实现队列,可以将一个栈作为输入栈(称为stack1),另一个栈作为输出栈(称为stack2)。

当要向队列中添加元素时,将元素压入stack1中。当要从队列中弹出元素时,如果stack2不为空,则从stack2中弹出元素;如果stack2为空,则将stack1中的所有元素逐个弹出并压入stack2中,然后从stack2中弹出元素。

这样,每次弹出的元素都是按照先进先出的顺序排列的,因为stack2中的元素都是从stack1中转移过来的,而stack1中的元素是按照后进先出的顺序排列的。

以下是一个简单的Python实现:

python

复制

class Queue:

    def __init__(self):

        self.stack1 = []

        self.stack2 = []

    def enqueue(self, element):

        self.stack1.append(element)

    def dequeue(self):

        if not self.stack2:

            while self.stack1:

                self.stack2.append(self.stack1.pop())

        if not self.stack2:

            raise Exception("Queue is empty")

        return self.stack2.pop()

在这个实现中,enqueue方法将元素添加到stack1中,dequeue方法从stack2中弹出元素。如果stack2为空,则将stack1中的所有元素逐个弹出并压入stack2中。如果stack2仍然为空,则抛出一个异常,表示队列为空。

十、Java队列完全指南:使用和实现队列的最佳实践

什么是Java队列?

Java队列是一种常见的数据结构,用于按照特定的规则管理和操作数据。队列遵循先进先出(FIFO)的原则,这意味着先进入队列的元素将先被处理。

Java队列的基本操作

Java队列提供了一些基本的操作,包括:

  • enqueue:向队列尾部添加一个元素
  • dequeue:从队列头部移除并返回一个元素
  • peek:查看队列头部的元素,但不进行移除
  • isEmpty:检查队列是否为空
  • size:获取队列中元素的数量

Java队列的实现

Java提供了多种队列的实现类,常见的有:

  • LinkedList:使用双向链表实现的队列
  • ArrayDeque:使用动态数组实现的双端队列
  • PriorityQueue:基于堆数据结构实现的优先级队列
  • BlockingQueue:提供线程安全的队列操作

Java队列的应用

Java队列在各种应用中都有广泛的使用,例如:

  • 任务调度:使用队列按顺序执行任务
  • 消息传递:使用队列进行异步消息传递
  • 多线程编程:使用队列实现线程间的通信
  • 缓冲区:使用队列实现缓冲区来解决生产者-消费者问题

Java队列的最佳实践

以下是使用Java队列时的一些最佳实践:

  • 选择合适的队列实现,根据具体需求和性能考虑
  • 使用同步机制或线程安全的队列来处理并发操作
  • 避免在循环中频繁操作队列,可以批量处理
  • 合理处理队列为空的情况,避免资源浪费和阻塞

感谢您阅读完这篇Java队列的完全指南。希望通过这篇文章,您能够更好地理解Java队列的概念、基本操作、常见实现和最佳实践,从而更高效地在Java开发中使用队列。

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