这两天在写一个java多线程的爬虫，以广度优先爬取网页，设置两个缓存：
- 一个保存已经访问过的URL：vistedUrls
- 一个保存没有访问过的URL：unVistedUrls
需要爬取的数据量不大，对URL压缩后，可以把这两个数据结构都放入内存，vistedUrls很显然用HashSet<String>实现，因为已经访问的URL只会添加，不会删除和修改，使用HashSet可以高效判断一个URL是否已经访问。
纠结unVistedUrls该用什么数据结构，如果用队列的话，并发情况下，队列中可能会用重复的URL，比如一个线程A爬了CSDN的一个URL1，另一个线程B爬了博客园的一个URL2，URL1和URL2的页面都有一个相同的出链URL3，线程A把URL3加入到unVistedUrls的队尾，等待下次爬取，但在URL3被爬取之前，线程B也把URL3加到队尾，这样队列中就有两个相同的URL，可能会导致重复爬取网页，当然可以通过其他方法来保证不会重复爬取。
然后就想能否也用Set来保存未访问的URL，这样在添加新的URL时，自动去重处理了，能够有效保证不爬取重复网页。但是unVistedUrls会有大量的插入和删除操作，我认为对集合进行大量的插入删除性能会比较低，为了测试集合的插入删除性能对比队列低多少，我写了一个简单的并发测试：
/**
* 测试集合与队列的插入与读写性能
*
* @author jiqunpeng@gmail.com
*
*/
public class SetQueueTest {
// 随即数构造器
private static Random r = new Random(10);
// 控制测试线程停止的原子变量
private static AtomicBoolean stop = new AtomicBoolean(false); /***
* 基类，供测试用
*
* @author jiqunpeng@gmail.com
*
*/
static abstract class Service {
// 操作的计数器
protected long count = 0; // 添加一堆元素，并去一个元素
public abstract String addAndPick(List<String> elements); // 取一个元素
public abstract String pickOne(); /**
* 打印操作次数
*/
public void tell() {
System.out.println(this + " :\t" + count);
}
} /***
* 采用TreeSet的集合工具
*
* @author jiqunpeng@gmail.com
*
*/
static class SetService extends Service {
private TreeSet<String> set = new TreeSet<String>(); @Override
public synchronized String addAndPick(List<String> elements) {
count++;
set.addAll(elements);
return set.pollFirst();
} @Override
public synchronized String pickOne() {
count++;
return set.pollFirst();
} } /***
* 采用LinkedList的队列工具
*
* @author jiqunpeng@gmail.com
*
*/
static class QueueService extends Service {
private Queue<String> queue = new LinkedList<String>(); @Override
public synchronized String addAndPick(List<String> elements) {
count++;
queue.addAll(elements);
return queue.poll();
} @Override
public synchronized String pickOne() {
count++;
return queue.poll();
}
} /***
* 测试类
*
* @author jiqunpeng@gmail.com
*
*/
static class Tester implements Runnable {
// 绑定要测试的工具对象
private Service service; Tester(Service s) {
this.service = s;
} @Override
public void run() {
while (stop.get() == false) {
List<String> elements = new ArrayList<String>();
int len = r.nextInt(200) + 8;
for (int i = 0; i < len; i++) {
elements.add(String.valueOf(r.nextInt()));
}
service.addAndPick(elements);
for (int i = 0; i < 104; i++)
service.pickOne();
}
}
} /***
* 多线程方式，测试一个插入、删除工具
*
* @param service
* @param time
* @param unit
* @throws InterruptedException
*/
private static void test(Service service, int time, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
ExecutorService execs = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 20; i++) {
execs.execute(new Tester(service));
}
execs.shutdown();
unit.sleep(time);
stop.compareAndSet(false, true);
service.tell();
} public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Service setService = new SetService();
test(setService, 5, TimeUnit.SECONDS);
stop.compareAndSet(true, false);// 重置终止条件
Service queueService = new QueueService();
test(queueService, 5, TimeUnit.SECONDS);
}
}
输出的结果如下：
SetQueueTest$SetService@5e9de959 : 7149859
SetQueueTest$QueueService@11b343e0 : 24303408
测试结果让我感到吃惊，TreeSet的插入删除效率确实比LinkedList低，20个线程跑了10秒，使用队列，插入删除24303408次，使用集合，插入删除7149859次。它们之间差距并不大，队列只比集合快2~3倍。属于同一个数量级。于是我这个小型的爬虫应该放心的选择用Set作为unVistedUrls的实现。
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