【消息队列开发】 实现消息垃圾回收

// 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;
}

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

// 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.txt
        ok = 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");
    }
}