摘要：理解数组实现的滑动窗口，看下边这个图就可以了。第秒，开始计数，此时数组内开始存入计数周期，保存在数组第个位置，表示这是当前滑动窗口内的第个计数周期。
在FireflySoft.RateLimit之前的版本中，进程内滑动窗口的实现是基于MemoryCache做的，虽然能够正确的实现滑动窗口的算法逻辑，但是性能比较差，其吞吐量只有其它算法的1/4。性能为何如此之差呢？
我们先来看下滑动窗口的原理，这里给一张图：
如上图所示：
使用MemoryCache时，存储结构如下：
每个计数周期都作为一个缓存项目添加到MemoryCache中，缓存Key为计数周期的绝对时间，缓存值为当前周期的计数值，缓存过期时间为一个大于滑动窗口时间跨度的相对过期时间，这样不用自己编码删除过期的计数周期，而滑动窗口内的计数周期都能正常保留。
另外为了获得滑动窗口内部每个计数周期对应的缓存项，这里还额外缓存了第一个计数周期的缓存Key（即对应的绝对时间），这样就可以根据当前时间和计数周期的时间跨度计算出当前周期的缓存Key，从而可以再逐步向前推出4个计数周期的缓存Key。
如有兴趣，具体实现可以点击这里进入Github查看。
这个实现有两个问题：
这应该就是这个算法实现性能比较差的主要原因。
为什么要使用数组来实现滑动窗口呢？首先当然是数组可以实现滑动窗口，其次它可以解决MemoryCache实现中的两个问题，一是数组创建时就申请了固定大小的内存，后续计数都使用这块内存，不用再新申请；二是计算滑动窗口内的计数值只要把数组中每个元素的值加起来就行了，不用再一个个的寻找它们。
学过操作系统的同学可能比较了解，在操作系统中很多地方使用了环形队列，而环形队列是用数组实现的；滑动窗口可以理解为环形队列的一个特例，每次窗口滑动时，队列弹出一个，然后再进入一个。
理解数组实现的滑动窗口，看下边这个图就可以了。
假设滑动窗口的时间跨度还是5s，计数周期的时间跨度是1秒。
首先我们初始化一个容量为5的空数组，此时还没有开始计数，所以只是一个空数组。
然后随着时间的前进，滑动窗口的处理就是循环第5秒至第9秒之间的处理逻辑。
再说计数的处理：
这里摘抄一些代码，让大家感受更深入一些：
// 几个重要变量：保存计数周期的数组、代表滑动窗口的循环队列的头和尾SlidingWindowPeriod[] _queue;int _head = 0;int _tail = 0;// 省略很多代码....// 创建一个计数周期，这里是一个结构体var newPeriod = new SlidingWindowPeriod(){ // 为了方便确定当前请求的计数周期，计数周期的Key是一个时间刻度， Key = lastPeriod.Key + _statPeriodMilliseconds * i, CountValue = 0};// 循环队列尾加1// 如果超出了数组的索引范围，则代表需要替换数组中第1个位置的计数周期，然后队列尾来到数组中第1位_tail++;if (_tail == _length) _tail = 0;// 如果队列尾在数组中的索引小于等于队列头的索引，则队列头需要弹出数据，队列头的位置向后移动1位if (_tail <= _head){ _head++; // 如果队列头的索引会超出索引范围，则队列头归位到数组中的第1位 if (_head == _length) _head = 0;}// 将新的计数周期写入队列尾所在的数组位置_queue[_tail] = newPeriod;
这里边还会有一些特殊的处理，比如滑动窗口只包含一个小计数周期，再比如请求时间的前进是不均匀的（可能会跳过数个计数周期的时间跨度），都需要仔细考虑。
好了，以上就是本文的主要内容。
如果想了解完整的实现，查看全部代码，请点击进入GitHub。
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