这篇文章解释了一个系统的设计，该系统处理传入的消息，如果消息在10秒内重复到达，则过滤这些重复的消息。主要目标是确保不同的消息仅在其在过去10秒内未被打印的情况下才会打印。此设计适用于实时系统，其中消息去重对于避免冗余处理或记录至关重要。

功能需求:

• 系统必须按照消息到达的顺序处理传入的消息。
• 如果消息在10秒内重复出现，则不应进行打印。
• 超过10秒窗口后到达的消息应被视为新的消息并打印。

非功能规范:

• 可扩展性： 该系统应该能够处理来自多个生产者的大量消息。
• 低延迟： 该系统应该确保消息接收和处理之间的延迟尽可能小。
• 容错性： 该系统应该能够应对故障，确保消息不会丢失或被错误处理。
• 并发性： 该系统应该支持并发消息处理，避免出现竞争条件。

部件:

1. 消息生产者: 生成并向系统发送消息。
2. 消息队列: 接收并缓存传入的消息，确保它们按照到达顺序处理。
3. 消息处理服务: 处理消息，检查重复消息，并决定是否打印它们。
4. 去重存储（内存缓存）: 存储每个消息最后一次出现的时间戳。
5. 日志/打印服务: 处理通过去重检查的消息并进行打印。

4.1 消息发送者

• 角色: 生成并向消息队列发送消息。
• 注意事项:
• 确保消息在创建或接收时加上时间戳以保持顺序。
• 生产者应该能够处理网络故障，并在消息队列暂时不可用时重试。

4.2 消息队列

• 职责: 确保消息按其到达的顺序进行处理，如果处理服务较慢，则对其进行暂存。
• 技术选择:
• Apache Kafka: 用于分布式、高吞吐量的消息处理。
• RabbitMQ: 用于可靠的消息传递和多种路由选项支持。
• AWS SQS: 一种提供可扩展性的全托管队列服务。
• 注意事项:
• 保持消息的先进先出处理至关重要。

4.3 消息处理服务

• 职责: 处理每一条消息，利用去重存储检查重复消息，并在通过检查后打印该消息。
• 组件:
• 工作者池: 一组用于并行处理消息的工作节点。
• 去重逻辑:
• 对于每一条消息，检查去重存储中最近一次出现的记录。
• 如果消息在最近10秒内已被打印过，则丢弃这条消息。
• 如果消息是新的或超出10秒的时间窗口，则打印该消息并更新存储。
• 并发控制机制: 使用分布式锁或缓存中的原子操作来防止竞态条件。
• 容错: 实现重试机制以处理消息处理失败。

4.4 去重存储区（内存缓存区）

• 角色说明: 存储每个消息最后一次被打印的时间戳。
• 技术选择:
• Redis: 一个支持TTL（生存时间）的内存键值存储，适合快速查找和自动过期。
• Memcached: 一个简单的高速缓存替代方案，虽然它不如Redis功能丰富。
• 工作流:
• 键: 消息的内容（或其哈希值）。
• 值: 消息最后一次被打印的时间戳。
• TTL: 设置为10秒，以确保旧消息自动过期。
• 考虑因素:
• 确保低延迟操作，以避免消息处理速度变慢。
• 缓存应是分布式或可扩展的，以处理大量独特消息。

4.5 日志打印服务

• 角色: 负责打印或记录所有通过去重检查的消息，以确保信息准确无误。
• 注意事项:
• 幂等性: 确保消息不会被重复打印。
• 可靠性: 消息应被可靠且持久地记录下来。

1. 消息到达： 生产者发来了一条消息。
2. 入队： 消息进入消息队列。
3. 处理： 开始处理消息。

• 消息处理服务会取出消息。

• 它检查重复数据删除存储，查看该消息上次打印的时间。

• 如果10秒内打印过，它将被丢弃。

• 如果消息是新的，或上次打印的时间超过10秒，则打印该消息，然后更新存储中的时间戳。

4.记录日志: 消息会被打印或记录下来。

• 吞吐量： 确保系统可以处理高消息量，特别是在高峰期。
• 延迟： 系统应尽量减少从接收到处理每条消息的时间延迟。
• 可扩展性： 系统应能够通过增加更多的工作节点来横向扩展，同时拆分消息队列和去重存储。
• 容错性： 系统应能优雅地从故障中恢复，确保没有消息丢失或处理错误。

这里展示了一种使用Redis来进行去重存储的消息处理方式。

    import redis  
    import time  

    class MessageHandler:  
        def __init__(self):  
            self.redis_client = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)  
        def process_message(self, message: str):  
            current_time = time.time()  
            last_time = self.redis_client.get(message)  
            if last_time is None or current_time - float(last_time) >= 10:  
                # 打印消息  
                print(message)  
                self.redis_client.set(message, current_time, ex=10)  # ex=10 设置10秒过期时间  
    # 示例用法：  
    handler = MessageHandler()  
    # 模拟收到的消息  
    handler.process_message("Hello")  
    time.sleep(5)  
    handler.process_message("Hello")  # 重发，不应打印  
    time.sleep(6)  
    handler.process_message("Bye")    # 新消息，应打印  
    handler.process_message("Hi")     # 新消息，应打印