LeetCode 1242. Web Crawler Multithreaded--Java 解法--网路爬虫并发系列--ConcurrentHashMap/Collections.synchroni

本博客介绍如何使用Java实现LeetCode上的1242题——多线程网络爬虫。通过HtmlParser接口获取网页URL,并确保不重复爬取同一链接。在多线程环境下,使用ConcurrentHashMap存储已爬取的URL,避免冲突。同时,文章讨论了使用线程池优化爬虫性能以及如何确定所有任务完成的问题。

题目地址:Web Crawler Multithreaded - LeetCode


Given a url startUrl and an interface HtmlParser, implement a Multi-threaded web crawler to crawl all links that are under the same hostname as startUrl.

Return all urls obtained by your web crawler in any order.

Your crawler should:

  • Start from the page: startUrl
  • Call HtmlParser.getUrls(url) to get all urls from a webpage of given url.
  • Do not crawl the same link twice.
  • Explore only the links that are under the same hostname as startUrl.

As shown in the example url above, the hostname is example.org. For simplicity sake, you may assume all urls use http protocol without any port specified. For example, the urls http://leetcode.com/problems and http://leetcode.com/contest are under the same hostname, while urls http://example.org/test and http://example.com/abc are not under the same hostname.

The HtmlParser interface is defined as such:

interface HtmlParser {
   
   
  // Return a list of all urls from a webpage of given url.
  // This is a blocking call, that means it will do HTTP request and return when this request is finished.
  public List<String> getUrls(String url);
}

Note that getUrls(String url) simulates performing a HTTP request. You can treat it as a blocking function call which waits for a HTTP request to finish. It is guaranteed that getUrls(String url) will return the urls within 15ms. Single-threaded solutions will exceed the time limit so, can your multi-threaded web crawler do better?

Below are two examples explaining the functionality of the problem, for custom testing purposes you’ll have three variables urls, edges and startUrl. Notice that you will only have access to startUrl in your code, while urls and edges are not directly accessible to you in code.

Follow up:

  • Assume we have 10,000 nodes and 1 billion URLs to crawl. We will deploy the same software onto each node. The software can know about all the nodes. We have to minimize communication between machines and make sure each node does equal amount of work. How would your web crawler design change?
  • What if one node fails or does not work?
  • How do you know when the crawler is done?

Example 1:

Input:
urls = [
  "http://news.yahoo.com",
  "http://news.yahoo.com/news",
  "http://news.yahoo.com/news/topics/",
  "http://news.google.com",
  "http://news.yahoo.com/us"
]
edges = [[2,0],[2,1],[3,2],[3,1],[0,4]]
startUrl = "http://news.yaho
爬虫Web Crawler)是一种自动化程序,用于从互联网上收集信息。其主要功能是访问网页、提取数据并存储,以便后续分析或展示。爬虫通常由搜索引擎、数据挖掘工具、监测系统等应用于网络数据抓取的场景。 爬虫的工作流程包括以下几个关键步骤: URL收集: 爬虫从一个或多个初始URL开始,递归或迭代地发现新的URL,构建一个URL队列。这些URL可以通过链接分析、站点地图、搜索引擎等方式获取。 请求网页: 爬虫使用HTTP或其他协议向目标URL发起请求,获取网页的HTML内容。这通常通过HTTP请求库实现,如Python中的Requests库。 解析内容: 爬虫对获取的HTML进行解析,提取有用的信息。常用的解析工具有正则表达式、XPath、Beautiful Soup等。这些工具帮助爬虫定位和提取目标数据,如文本、图片、链接等。 数据存储: 爬虫将提取的数据存储到数据库、文件或其他存储介质中,以备后续分析或展示。常用的存储形式包括关系型数据库、NoSQL数据库、JSON文件等。 遵守规则: 为避免对网站造成过大负担或触发反爬虫机制,爬虫需要遵守网站的robots.txt协议,限制访问频率和深度,并模拟人类访问行为,如设置User-Agent。 反爬虫应对: 由于爬虫的存在,一些网站采取了反爬虫措施,如验证码、IP封锁等。爬虫工程师需要设计相应的策略来应对这些挑战。 爬虫在各个领域都有广泛的应用,包括搜索引擎索引、数据挖掘、价格监测、新闻聚合等。然而,使用爬虫需要遵守法律和伦理规范,尊重网站的使用政策,并确保对被访问网站的服务器负责。
### 回答1: 好的,我来用中文回复这个链接:https://leetcode-cn.com/tag/dynamic-programming/ 这个链接是 LeetCode 上关于动态规划的题目集合。动态规划是一种常用的算法思想,可以用来解决很多实际问题,比如最长公共子序列、背包问题、最短路径等等。在 LeetCode 上,动态规划也是一个非常重要的题型,很多题目都需要用到动态规划的思想来解决。 这个链接里包含了很多关于动态规划的题目,按照难度从简单到困难排列。每个题目都有详细的题目描述、输入输出样例、题目解析和代码实现等内容,非常适合想要学习动态规划算法的人来练习和提高自己的能力。 总之,这个链接是一个非常好的学习动态规划算法的资源,建议大家多多利用。 ### 回答2: 动态规划是一种算法思想,通常用于优化具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。由于其成熟的数学理论和强大的实用效果,动态规划在计算机科学、数学、经济学、管理学等领域均有重要应用。 在计算机科学领域,动态规划常用于解决最优化问题,如背包问题、图像处理、语音识别、自然语言处理等。同时,在计算机网络和分布式系统中,动态规划也广泛应用于各种优化算法中,如链路优化、路由算法、网络流量控制等。 对于算法领域的程序员而言,动态规划是一种必要的技能和知识点。在LeetCode这样的程序员平台上,题目分类和标签设置十分细致和方便,方便程序员查找并深入学习不同类型的算法。 LeetCode的动态规划标签下的题目涵盖了各种难度级别和场景的问题。从简单的斐波那契数列、迷宫问题到可以用于实际应用的背包问题、最长公共子序列等,难度不断递进且话题丰富,有助于开发人员掌握动态规划的实际应用技能和抽象思维模式。 因此,深入LeetCode动态规划分类下的题目学习和练习,对于程序员的职业发展和技能提升有着重要的意义。 ### 回答3: 动态规划是一种常见的算法思想,它通过将问题拆分成子问题的方式进行求解。在LeetCode中,动态规划标签涵盖了众多经典和优美的算法问题,例如斐波那契数列、矩阵链乘法、背包问题等。 动态规划的核心思想是“记忆化搜索”,即将中间状态保存下来,避免重复计算。通常情况下,我们会使用一张二维表来记录状态转移过程中的中间值,例如动态规划求解斐波那契数列问题时,就可以定义一个二维数组f[i][j],代表第i项斐波那契数列中,第j个元素的值。 在LeetCode中,动态规划标签下有众多难度不同的问题。例如,经典的“爬楼梯”问题,要求我们计算到n级楼梯的方案数。这个问题的解法非常简单,只需要维护一个长度为n的数组,记录到达每一级楼梯的方案数即可。类似的问题还有“零钱兑换”、“乘积最大子数组”、“通配符匹配”等,它们都采用了类似的动态规划思想,通过拆分问题、保存中间状态来求解问题。 需要注意的是,动态规划算法并不是万能的,它虽然可以处理众多经典问题,但在某些场景下并不适用。例如,某些问题的状态转移过程比较复杂,或者状态转移方程中存在多个参数,这些情况下使用动态规划算法可能会变得比较麻烦。此外,动态规划算法也存在一些常见误区,例如错用贪心思想、未考虑边界情况等。 总之,掌握动态规划算法对于LeetCode的学习和解题都非常重要。除了刷题以外,我们还可以通过阅读经典的动态规划书籍,例如《算法竞赛进阶指南》、《算法与数据结构基础》等,来深入理解这种算法思想。
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