Kafka中的时间轮算法

1. Kafka与时间轮:

Kafka的定时器底层使用时间轮算法。Kafka时间轮是层次时间轮,并且支持时间轮复用。

优点:

  • 高效的插入操作:
    • 时间轮底层数据结构(桶),使用双向链表的设计使得插入操作的时间复杂度达到O(1)。
    • 把相同到期时间的任务放到桶中,在DQ中只插入一次。
  • 层级时间轮,时间轮有升降级机制。
  • 复用过期时间格。

优秀文章:

Kafka如何通过层级时间轮实现延时消息队列?_kafka基于时间轮如何实现延迟队列-CSDN博客 -> 非常不错的文章

时间轮(TimingWheel)-CSDN博客 -> 使用图例方式演示

2. Kafka时间轮(TimingWheel)算法:

  • 时间轮的算法思想可以通过我们日常生活中的钟表来理解。
  • 一个存储定时任务的环形队列。底层采用数组实现,数组中的每个元素存放一个定时任务列表(TimerTaskList)。
  • 定时任务列表是一个环形的双向链表,链表中的每一项表示一个定时任务项(TimerTaskEntry),其中封装了真正的定时任务(TimerTask)。

3. Kafka如何支持大跨度的定时任务呢?

两种解决方案:使用增加轮次/圈数的概念(Netty 的 HashedWheelTimer )、使用多层时间轮的概念 (Kafka 的 TimingWheel)。

多层时间轮就更像我们钟表的概念。秒针走的一圈、分针走的一圈和时针走的一圈就形成了一个多层时间轮的关系。

4. Kakfa时间轮中DelayQueue的作用:

1.使用DelayQueue推进时间轮往前走,并且避免时间轮的空推进。

2.使用DelayQueue获取到期的任务。

拓展:时间轮使用DQ,如何避免空推荐?

Kafka则是通过DelayQueue来推进,是一种空间换时间的思想:

  • DelayQueue 中保存着所有的 TimerTaskList 对象,根据时间来排序,这样延时越小的任务排在越前面。
  • 外部通过一个线程(叫做ExpiredOperationReaper)从 DelayQueue 中获取超时的任务列表 TimerTaskList,然后根据 TimerTaskList 的 过期时间来精确推进时间轮的时间,这样就不会存在空推进的问题啦。

拓展:时间轮用到了DQ,为什么不直接用DQ?

1.性能高:

1.1 DQ插入和删除操作都是O(log n),时间轮算法的插入和删除操作都是 O(1) -> 底层是任务的添加和删除是基于链表实现的。

1.2 DQ只存放了TimerTaskList,并不是所有的TimerTask,所以数量并不多。

相关推荐
知来者逆33 分钟前
计算机视觉——速度与精度的完美结合的实时目标检测算法RF-DETR详解
图像处理·人工智能·深度学习·算法·目标检测·计算机视觉·rf-detr
阿让啊38 分钟前
C语言中操作字节的某一位
c语言·开发语言·数据结构·单片机·算法
এ᭄画画的北北39 分钟前
力扣-160.相交链表
算法·leetcode·链表
爱研究的小陈2 小时前
Day 3:数学基础回顾——线性代数与概率论在AI中的核心作用
算法
渭雨轻尘_学习计算机ing2 小时前
二叉树的最大宽度计算
算法·面试
BB_CC_DD2 小时前
四. 以Annoy算法建树的方式聚类清洗图像数据集,一次建树,无限次聚类搜索,提升聚类搜索效率。(附完整代码)
深度学习·算法·聚类
梁下轻语的秋缘4 小时前
每日c/c++题 备战蓝桥杯 ([洛谷 P1226] 快速幂求模题解)
c++·算法·蓝桥杯
CODE_RabbitV4 小时前
【深度强化学习 DRL 快速实践】逆向强化学习算法 (IRL)
算法
mit6.8244 小时前
[贪心_7] 最优除法 | 跳跃游戏 II | 加油站
数据结构·算法·leetcode
keep intensify4 小时前
通讯录完善版本(详细讲解+源码)
c语言·开发语言·数据结构·算法