631 LeetCode

简介

LeetCode 是一个在线编程平台，支持多种编程语言。它提供了各种算法和数据结构问题，供程序员练习和提高自己的编程能力。

631 LeetCode 是其中的一道题目，它是一道 Medium 难度的问题。本文将为大家介绍这道题目的要求和解题思路。

题目要求

在一个 Web 应用程序中，前端将通过 REST API 发送 download 资源的请求。资源的请求是异步的，将由多个后续请求组成。此外，大规模并发下载请求可能会使服务器耗尽内存或被击败。要解决这个问题，开发人员必须实现一个请求队列，它可以限制并发请求的数量，并将请求保存到队列中，以便只有指定数量的请求同时运行。如果请求队列已满，则排队的请求必须等待，直到其它请求完成并从队列中离开。

需实现以下接口：

class DownloadManager(object):
    def __init__(self, max_concurrent_downloads: int):
        # 初始化下载管理器，并指定最大并发下载数

    def download(self, url: str, path: str):
        # 发送下载资源的请求，将资源下载到指定的路径

    def get_active_downloads(self) -> List[str]:
        # 返回当前正在下载的资源 URL 列表

    def get_waiting_downloads(self) -> List[str]:
        # 返回当前在排队等待的资源 URL 列表

解题思路

这道题目的难点在于实现一个请求队列，以便只有指定数量的请求同时运行。为了实现请求队列，我们可以使用 Python 中的 queue 模块。

首先，我们在 __init__ 方法中初始化一个线程安全的队列和一个线程池。队列用来存储下载请求，线程池用来控制并发请求的数量。我们可以使用 Python 中的 ThreadPoolExecutor 来实现线程池。

在 download 方法中，我们将下载请求加入队列中。如果队列已满，则该请求将被阻塞，直到有空闲的线程从队列中取出请求并运行。

在 get_active_downloads 方法和 get_waiting_downloads 方法中，我们分别遍历队列中的请求，并将它们的状态添加到对应的列表中。

下面是完整代码实现：

import queue
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor


class DownloadManager(object):
    def __init__(self, max_concurrent_downloads: int):
        self.queue = queue.Queue(maxsize=max_concurrent_downloads)
        self.executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=max_concurrent_downloads)

    def download(self, url: str, path: str):
        def _download(url, path):
            # 将下载请求发送到服务器，并将文件下载到指定的路径
            pass

        self.queue.put((url, path))
        self.executor.submit(_download, url, path)

    def get_active_downloads(self) -> List[str]:
        active_downloads = []
        for future in list(self.executor._futures):
            if not future.done():
                active_downloads.append(future.args[0])
        return active_downloads

    def get_waiting_downloads(self) -> List[str]:
        waiting_downloads = []
        for entry in list(self.queue.queue):
            waiting_downloads.append(entry[0])
        return waiting_downloads

总结

本文介绍了 LeetCode 中的 631 题，它是一道 Medium 难度的问题，要求实现一个请求队列，以限制并发下载的数量。我们使用 Python 中的 queue 模块和 ThreadPoolExecutor 实现了该请求队列，并完成了所有接口方法的实现。该实现可以有效解决大规模并发下载请求带来的内存耗尽和服务器击败问题。