Java 监控QPS激增误报比较少的算法

在 Java 中监控 QPS（每秒查询率）且误报较少的算法可以采用滑动窗口算法结合指数加权移动平均（EWMA）。 实现思路 - 滑动窗口算法：将时间划分为多个小的时间窗口，统计每个窗口内的请求数量。 - 指数加权移动平均（EWMA）：对各个窗口的 QPS 进行加权平均，给予近期数据更高的权重，从而更快速地响应数据的变化。 代码示例 ```java import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService; import java.util.concurrent.TimeUnit; public class QPonitor { // 时间窗口数量 private static final int WINDOW_COUNT = 60; // 每个时间窗口的大小（秒） private static final int WINDOW_SIZE = 1; // 存储每个窗口的请求数量 private final long[] windows; // 当前窗口的索引 private int currentWindow; // 上一次更新的时间戳 private long lastUpdateTime; // EWMA 的平滑系数 private double alpha; // EWMA 的值 private double ewma; public QPonitor(double alpha) { this.windows = new long[WINDOW_COUNT]; this.currentWindow = 0; this.lastUpdateTime = System.currentTimeMillis(); this.alpha = alpha; this.ewma = 0; // 启动定时任务，每秒更新一次窗口 ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1); executor.scheduleAtFixedRate(this::moveWindow, WINDOW_SIZE, WINDOW_SIZE, TimeUnit.SECONDS); } // 记录一次请求 public synchronized void recordRequest() { long now = System.currentTimeMillis(); if (now - lastUpdateTime >= WINDOW_SIZE * 1000) { moveWindow(); } windows[currentWindow]++; } // 移动到下一个窗口 private synchronized void moveWindow() { currentWindow = (currentWindow + 1) % WINDOW_COUNT; windows[currentWindow] = 0; lastUpdateTime = System.currentTimeMillis(); // 计算当前的 QPS long totalRequests = 0; for (long window : windows) { totalRequests += window; } double currentQps = (double) totalRequests / WINDOW_COUNT; // 更新 EWMA if (ewma == 0) { ewma = currentQps; } else { ewma = alpha * currentQps + (1 - alpha) * ewma; } } // 获取当前的 EWMA QPS public synchronized double getEwmaQps() { return ewma; } public static void main(String[] args) { QPonitor monitor = new QPonitor(0.2); // 模拟请求 for (int i = 0; i < 100; i++) { monitor.recordRequest(); try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } System.out.println("EWMA QPS: " + monitor.getEwmaQps()); } } ``` 代码解释 - `QPonitor` 类用于监控 QPS。 - `windows` 数组用于存储每个时间窗口的请求数量。 - `currentWindow` 表示当前所在的窗口索引。 - `lastUpdateTime` 记录上一次更新窗口的时间。 - `alpha` 是 EWMA 的平滑系数，控制近期数据的权重。 - `ewma` 存储 EWMA 的值。 - `recordRequest` 方法用于记录一次请求。 - `moveWindow` 方法用于移动到下一个窗口，并更新 EWMA。 - `getEwmaQps` 方法用于获取当前的 EWMA QPS。 需要小心的地方 我在以往的开发过程中，碰到过以下几点需要格外小心处理的地方： 1. 平滑系数 `alpha` 的选择很关键，过大可能会对短期波动过于敏感，过小则可能对变化响应不及时。 2. 定时任务的执行时间间隔要与窗口大小匹配，否则会导致统计不准确。 3. 多线程环境下对共享变量的访问需要进行同步处理，避免数据不一致的问题。 [2026-01-29 22:41:50 | AI写代码神器 | 1028点数解答]