Java 滑动时间窗口统计接口调用次数

在分布式系统中，接口调用次数的监控是一个非常重要的任务。它可以帮助我们了解系统的负载情况，及时发现性能瓶颈，以及为系统扩容提供依据。在这篇文章中，我们将讨论如何使用 Java 实现滑动时间窗口算法来统计接口调用次数。

滑动时间窗口算法简介

滑动时间窗口是一种常用的时间序列数据聚合方法。它将时间分为多个固定大小的窗口，每个窗口内的数据会被聚合，然后随着时间的推移，窗口会向前滑动，覆盖新的数据。在接口调用次数统计的场景中，我们可以将每个窗口的调用次数相加，得到总的调用次数。

代码实现

首先，我们需要定义一个滑动时间窗口的数据结构。这里我们使用一个数组来存储每个窗口的调用次数。

public class SlidingWindow {private final int[] counts;private final int windowSize;private int currentWindowIndex;public SlidingWindow(int windowSize) {this.windowSize = windowSize;this.counts = new int[windowSize];this.currentWindowIndex = 0;}public void addCall() {counts[currentWindowIndex] += 1;currentWindowIndex = (currentWindowIndex + 1) % windowSize;}public int getTotalCalls() {int totalCalls = 0;for (int i = 0; i < windowSize; i++) {totalCalls += counts[i];}return totalCalls;}
}

接下来，我们可以使用这个数据结构来统计接口调用次数。每当接口被调用时，我们调用 addCall 方法。

public class ApiCallCounter {private final SlidingWindow slidingWindow;public ApiCallCounter(int windowSize) {this.slidingWindow = new SlidingWindow(windowSize);}public void callApi() {slidingWindow.addCall();}public int getApiCallCount() {return slidingWindow.getTotalCalls();}
}

状态图

以下是滑动时间窗口的状态图，展示了窗口的滑动过程。

stateDiagram-v2[*] --> A: 窗口 AA --> B: 窗口 BB --> C: 窗口 CC --> [*]: 窗口 A

使用示例

下面是一个使用 ApiCallCounter 类的示例。

public class Main {public static void main(String[] args) {ApiCallCounter counter = new ApiCallCounter(3); // 使用 3 个窗口counter.callApi();counter.callApi();counter.callApi();System.out.println("调用次数: " + counter.getApiCallCount()); // 输出 3counter.callApi();System.out.println("调用次数: " + counter.getApiCallCount()); // 输出 4counter.callApi();System.out.println("调用次数: " + counter.getApiCallCount()); // 输出 3}
}