高级java每日一道面试题-2024年8月26日-框架篇[Web篇]-如何查询网站在线人数?

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面试官: 如何查询网站在线人数?

我回答:

在Java高级面试中，关于查询网站在线人数的问题，主要考察的是对Java Web开发中用户会话管理和统计机制的理解。下面将详细解释如何通过Java技术实现和查询网站在线人数。

一、概念理解

在线人数通常指的是在某一时刻内，与网站服务器保持活动会话（Session）的用户数量。这些会话可能由于用户打开浏览器访问网站、提交表单、浏览页面等行为而建立，并在用户关闭浏览器、会话超时或主动登出时结束。

二、实现方式

1. 使用HttpSessionListener

在Java Web开发中，HttpSessionListener接口提供了一种监听HTTP会话创建和销毁事件的方式。通过实现这个接口，我们可以在用户登录（会话创建）时增加在线人数，在用户登出或会话超时（会话销毁）时减少在线人数。

实现步骤：

1. 创建HttpSessionListener实现类：

   • 实现sessionCreated(HttpSessionEvent se)方法，在该方法中增加在线人数。
   • 实现sessionDestroyed(HttpSessionEvent se)方法，在该方法中减少在线人数。

2. 配置Listener：

   • 在web.xml中注册Listener，或者使用@WebListener注解（如果服务器支持Servlet 3.0及以上版本）。

3. 维护在线人数：

   • 可以使用静态变量或ServletContext属性来维护在线人数。

2. 使用Redis等缓存技术

对于分布式系统，单个JVM中的在线人数统计可能无法满足需求。此时，可以使用Redis等缓存技术来跨JVM地共享和更新在线人数。

实现步骤：

1. 连接Redis：

   • 在应用程序启动时连接到Redis服务器。

2. 更新在线人数：

   • 在sessionCreated方法中，使用Redis的INCR命令增加在线人数。
   • 在sessionDestroyed方法中，使用Redis的DECR命令减少在线人数。

3. 查询在线人数：

   • 通过Redis的GET命令可以获取当前的在线人数。

三、查询在线人数

无论是使用HttpSessionListener还是Redis等缓存技术，查询在线人数的方式都相对简单。

• 如果是使用HttpSessionListener：

  • 可以通过访问一个Servlet或Controller，该Servlet或Controller从ServletContext中获取在线人数并返回。

• 如果是使用Redis：

  • 同样可以通过访问一个Servlet或Controller，该Servlet或Controller连接Redis并获取在线人数。

四、不同架构的实现

1. 基于 HTTP 的轮询 / 长轮询架构

原理

• 前端：定期向服务器发送请求，获取在线人数信息。
• 后端：维护一个全局变量或集合来记录在线用户。

实现步骤

1. 后端：

   • 创建一个全局变量或集合来存储在线用户的信息。
   • 当用户登录时，将用户的唯一标识符添加到集合中。
   • 当用户注销或超时后，从集合中移除该用户的标识符。
   • 提供一个 API 来返回当前集合中元素的数量，即在线人数。

2. 前端：

   • 使用 AJAX 定期向后端发送请求，获取在线人数。
   • 显示在线人数。

2. WebSocket 架构

原理

• 前端：与服务器建立 WebSocket 连接，当用户登录或注销时发送相应的消息。
• 后端：维护一个 WebSocket 会话集合，根据会话数量来计算在线人数。

实现步骤

1. 后端：

   • 创建 WebSocket 服务器，每当有新的连接时，将新会话添加到集合中。
   • 当会话断开时，从集合中移除该会话。
   • 提供一个 API 来返回会话集合的大小。

2. 前端：

   • 使用 WebSocket API 与服务器建立连接。
   • 发送登录或注销的消息。

3. 分布式架构

原理

• 后端：使用分布式缓存系统（如 Redis）来维护在线用户信息。
• 前端：与 WebSocket 架构相似，但与服务器交互时使用的是分布式缓存。

实现步骤

1. 后端：

   • 使用 Redis 的 SET 或 HASH 数据结构来存储在线用户信息。
   • 当用户登录或注销时，使用 Redis 的命令来增加或减少集合中的元素。
   • 定期查询 Redis 中的集合大小来获取在线人数。

2. 前端：

   • 使用 WebSocket 与服务器建立连接。
   • 发送登录或注销的消息。

总结

• HTTP 轮询 / 长轮询：简单易实现，但需要定期发送请求，可能导致较高的网络负载。
• WebSocket：实现实时双向通信，适合需要实时更新在线人数的应用场景。
• 分布式架构：适用于需要水平扩展和高可用性的大型系统。

五、注意事项

1. 并发问题：

   • 在多线程环境下，对在线人数的更新需要保证线程安全。可以使用synchronized关键字或AtomicInteger等线程安全的类来实现。

2. 会话超时：

   • 需要合理设置会话的超时时间，以确保用户长时间不活动后，能够自动登出并减少在线人数。

3. 分布式系统：

   • 在分布式系统中，需要确保各个节点之间的在线人数统计是同步的。可以使用Redis等缓存技术来实现。

4. 性能考虑：

   • 频繁地更新和查询在线人数可能会对系统性能造成一定影响。需要合理设计数据结构和算法，以减少不必要的性能开销。

综上所述，查询网站在线人数是Java Web开发中的一个常见问题，可以通过实现HttpSessionListener接口或使用Redis等缓存技术来实现。在面试中，需要清晰地阐述实现思路和步骤，并注意考虑并发、会话超时、分布式系统和性能等方面的问题。