监控上网软件核心：PHP滑动窗口算法的流量统计实践

<?php
/**
 * 监控上网软件 - 滑动窗口流量统计类
 * 窗口长度：可配置（默认60秒）
 * 数据粒度：1秒/次
 * 功能：统计窗口内总流量、平均流量，支持阈值预警
 */
class SlidingWindowTrafficStat
{
    private $windowSize;      // 窗口长度（秒）
    private $timeGranularity; // 时间粒度（秒）
    private $windowData;      // 窗口数据存储（键：时间戳，值：该秒流量，单位：KB）
    private $warningThreshold;// 流量预警阈值（KB/秒）
    /**
     * 构造函数：初始化窗口参数
     * @param int $windowSize 窗口长度，默认60秒
     * @param int $granularity 时间粒度，默认1秒
     * @param int $threshold 预警阈值，默认1024KB（1MB）
     */
    public function __construct($windowSize = 60, $granularity = 1, $threshold = 1024)
    {
        $this->windowSize = $windowSize;
        $this->timeGranularity = $granularity;
        $this->warningThreshold = $threshold;
        $this->windowData = [];
    }
    /**
     * 数据入窗：添加当前秒的流量数据，并清理窗口外的历史数据
     * @param int $traffic 当前秒的流量（KB）
     */
    public function addTrafficData($traffic)
    {
        $currentTime = time();
        // 1. 添加当前时间的流量数据
        $this->windowData[$currentTime] = $traffic;
        
        // 2. 计算窗口的起始时间（当前时间 - 窗口长度）
        $windowStartTime = $currentTime - $this->windowSize;
        
        // 3. 清理窗口外的历史数据
        foreach ($this->windowData as $time => $data) {
            if ($time < $windowStartTime) {
                unset($this->windowData[$time]);
            }
        }
    }
    /**
     * 统计窗口内的总流量
     * @return int 总流量（KB）
     */
    public function getTotalTraffic()
    {
        return array_sum($this->windowData);
    }
    /**
     * 统计窗口内的平均流量
     * @return float 平均流量（KB/秒）
     */
    public function getAverageTraffic()
    {
        $dataCount = count($this->windowData);
        return $dataCount > 0 ? $this->getTotalTraffic() / $dataCount : 0;
    }
    /**
     * 流量预警判断：当平均流量超过阈值时返回预警信息
     * @return array 预警结果（status：true/false，message：提示信息）
     */
    public function checkTrafficWarning()
    {
        $averageTraffic = $this->getAverageTraffic();
        if ($averageTraffic > $this->warningThreshold) {
            return [
                'status' => true,
                'message' => "流量预警！当前{$this->windowSize}秒平均流量为{$averageTraffic}KB/秒，已超过阈值{$this->warningThreshold}KB/秒"
            ];
        }
        return [
            'status' => false,
            'message' => "流量正常，当前{$this->windowSize}秒平均流量为{$averageTraffic}KB/秒"
        ];
    }
}
// ------------------- 代码测试 -------------------
// 1. 初始化监控上网软件的流量统计实例（窗口60秒，阈值2048KB）
$trafficStat = new SlidingWindowTrafficStat(60, 1, 2048);
// 2. 模拟10次流量数据采集（每1秒采集一次，模拟不同时段的流量变化）
$testTrafficData = [1200, 1500, 1800, 2200, 1900, 2100, 1700, 2300, 1600, 2000];
foreach ($testTrafficData as $traffic) {
    $trafficStat->addTrafficData($traffic);
    // 模拟1秒的时间间隔
    sleep(1);
    
    // 3. 实时输出统计结果
    echo "当前窗口总流量：" . $trafficStat->getTotalTraffic() . "KB\n";
    echo "当前窗口平均流量：" . round($trafficStat->getAverageTraffic(), 2) . "KB/秒\n";
    $warning = $trafficStat->checkTrafficWarning();
    echo "预警状态：" . ($warning['status'] ? '⚠️  ' : '✅  ') . $warning['message'] . "\n";
    echo "----------------------------------------\n";
}
?>