【消息队列开发】实现消息垃圾回收

文章目录

🍃前言
🎋准备工作
🎍具体实现
- 🚩创建一个新文件
- 🚩读取有效对象
- 🚩把有效消息写入新文件中
- 🚩以旧换新
- 🚩更新统计文件
- 🚩特别注意
- 🚩完整代码
⭕总结

🍃前言

本次开发任务：对硬盘中存储的无用的消息数据进行垃圾回收

🎋准备工作

在书写垃圾回收的正式方法之前，我们希望有一个方法可以来判断当前内存是否需要垃圾回收

根据博主在前面开发垃圾回收的规定，我们规定总消息数达到2000，无效消息数量少于一半，此时我们再进行垃圾回收

代码实现如下：

// 检查当前是否要针对该队列的消息数据文件进行 GC
public boolean checkGC(String queueName) {// 判定是否要 GC, 是根据总消息数和有效消息数. 这两个值都是在 消息统计文件 中的.Stat stat = readStat(queueName);if (stat.totalCount > 2000 && (double)stat.validCount / (double)stat.totalCount < 0.5) {return true;}return false;
}

除此之外我们使用的是回收算法是复制算法

所以我们再创建一个新的方法，用于创建一个新的File对象，用来存放有效数据

private String getQueueDataNewPath(String queueName) {return getQueueDir(queueName) + "/queue_data_new.txt";
}

🎍具体实现

大致实现思路就为，准备一个行的文件名字就是 queue_data_new.txt
在这里插入图片描述
把之前消息数据文件中的有效消息都读出来, 写到新的文件中.

删除旧的文件, 再把新的文件改名回 queue_data.txt

最后更新统计文件即可

🚩创建一个新文件

在创建一个新文件之前，我们还需要做一件事儿

由于我们整个GC的时间可能比较长，所以我们希望在这整个方法刚开始进行记录一下当前时间，方法最后记录一下时间，利用两者差值计算整个GC的时间

接下来我们调用上述方法进行创建新文件

这里我们要进行两个判断

判断一：当前创建的File对象是否存在，若存在，说明上次GC失败了，这里我们需要抛出异常
判断二：判断文件是否创建成功

在这里插入图片描述

🚩读取有效对象

接下来我们从旧的文件读取所有有效对象，这时候我们直接调用我们前面用来写入内存的方法即可
在这里插入图片描述

🚩把有效消息写入新文件中

这个逻辑其实前面也有，但是我们这里再重新写一遍即可

对读取有效消息对象链表进行遍历，然后一个个写入文件中

实现如下：
在这里插入图片描述

🚩以旧换新

这里需要做的操作就是

删除旧的文件，然后将新文件重命名为旧文件名

这里也做两个判断：

判断一：旧的文件是否删除成功
判断二：是否重命名成功

在这里插入图片描述

🚩更新统计文件

最后不要忘记更新我们的统计文件

并在更新后，记录结束时间，并计算出该操作的具体耗时

在这里插入图片描述

🚩特别注意

我们载进行该操作的时候不希望受到其他操作的干扰，所以我们需要将整个操作进行加锁

加锁对象就为当前队列

🚩完整代码

// 通过这个方法, 真正执行消息数据文件的垃圾回收操作.
// 使用复制算法来完成.
// 创建一个新的文件, 名字就是 queue_data_new.txt
// 把之前消息数据文件中的有效消息都读出来, 写到新的文件中.
// 删除旧的文件, 再把新的文件改名回 queue_data.txt
// 同时要记得更新消息统计文件.
public void gc(MSGQueue queue) throws MqException, IOException, ClassNotFoundException {// 进行 gc 的时候, 是针对消息数据文件进行大洗牌. 在这个过程中, 其他线程不能针对该队列的消息文件做任何修改.synchronized (queue) {// 由于 gc 操作可能比较耗时, 此处统计一下执行消耗的时间.long gcBeg = System.currentTimeMillis();// 1. 创建一个新的文件File queueDataNewFile = new File(getQueueDataNewPath(queue.getName()));if (queueDataNewFile.exists()) {// 正常情况下, 这个文件不应该存在. 如果存在, 就是意外~~ 说明上次 gc 了一半, 程序意外崩溃了.throw new MqException("[MessageFileManager] gc 时发现该队列的 queue_data_new 已经存在! queueName=" + queue.getName());}boolean ok = queueDataNewFile.createNewFile();if (!ok) {throw new MqException("[MessageFileManager] 创建文件失败! queueDataNewFile=" + queueDataNewFile.getAbsolutePath());}// 2. 从旧的文件中, 读取出所有的有效消息对象了. (这个逻辑直接调用上述方法即可, 不必重新写了)LinkedList<Message> messages = loadAllMessageFromQueue(queue.getName());// 3. 把有效消息, 写入到新的文件中.try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream(queueDataNewFile)) {try (DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream)) {for (Message message : messages) {byte[] buffer = BinaryTool.toBytes(message);// 先写四个字节消息的长度dataOutputStream.writeInt(buffer.length);dataOutputStream.write(buffer);}}}// 4. 删除旧的数据文件, 并且把新的文件进行重命名File queueDataOldFile = new File(getQueueDataPath(queue.getName()));ok = queueDataOldFile.delete();if (!ok) {throw new MqException("[MessageFileManager] 删除旧的数据文件失败! queueDataOldFile=" + queueDataOldFile.getAbsolutePath());}// 把 queue_data_new.txt => queue_data.txtok = queueDataNewFile.renameTo(queueDataOldFile);if (!ok) {throw new MqException("[MessageFileManager] 文件重命名失败! queueDataNewFile=" + queueDataNewFile.getAbsolutePath()+ ", queueDataOldFile=" + queueDataOldFile.getAbsolutePath());}// 5. 更新统计文件Stat stat = readStat(queue.getName());stat.totalCount = messages.size();stat.validCount = messages.size();writeStat(queue.getName(), stat);long gcEnd = System.currentTimeMillis();System.out.println("[MessageFileManager] gc 执行完毕! queueName=" + queue.getName() + ", time="+ (gcEnd - gcBeg) + "ms");}
}