Java多线程并行读取多个文件(二)
目录
一、Java多线程并行读取多个文件
二、AsynchronousFileChannel 详解
三、异步文件读取
一、Java多线程并行读取多个文件
在考虑性能问题时，多线程并行读取多个文件的实现需要注意一些关键因素，以充分发挥多线程并发的优势，并避免性能瓶颈。
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文件分配和任务划分： 将文件分成适当数量的块，并为每个块创建一个独立的任务。这有助于避免某一个文件或任务成为性能瓶颈。
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线程池配置： 根据硬件配置和任务的性质来合理配置线程池。线程池的大小应该适应处理器核心数量、磁盘 I/O 和任务的性质。
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异步 I/O： 使用 Java NIO（New I/O）库提供的异步文件 I/O 特性，以便能够在等待文件读取的同时执行其他任务。
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缓存和缓冲： 使用适当的缓冲机制，例如
BufferedReader，以减少磁盘 I/O 操作的次数。合理调整缓冲区的大小。 -
并发数据结构： 使用 Java 并发数据结构，如
ConcurrentHashMap或CopyOnWriteArrayList，以避免对共享数据结构的显式同步。 -
避免竞态条件： 仔细设计数据结构和共享资源的访问方式，以避免竞态条件和线程安全问题。
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错误处理： 考虑并发环境下的错误处理机制，确保能够捕获和处理各个线程中的异常。
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性能测试和调优： 对实际应用进行性能测试，使用性能分析工具来检测性能瓶颈，并进行适当的调优。
二、AsynchronousFileChannel 详解
AsynchronousFileChannel 是 Java NIO 中用于进行异步文件 I/O 操作的类。它允许在文件读取或写入时执行异步操作，从而不会阻塞当前线程，提高程序的并发性能。
1、打开通道：
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Path path, Set<? extends OpenOption> options, ExecutorService executor)
Path path: 文件路径。Set<? extends OpenOption> options: 打开文件的选项，如StandardOpenOption.READ或StandardOpenOption.WRITE。ExecutorService executor: 用于处理 I/O 操作的ExecutorService，可以为null。
2、 读取文件：
Future<Integer> read(ByteBuffer dst, long position)
ByteBuffer dst: 存储读取数据的缓冲区。long position: 从文件的指定位置开始读取。
3、写入文件：
Future<Integer> write(ByteBuffer src, long position)
ByteBuffer src: 包含要写入文件的数据的缓冲区。long position: 写入文件的指定位置。
4、使用 CompletionHandler 进行异步操作：
void read(ByteBuffer dst, long position, A attachment, CompletionHandler<Integer,? super A> handler)
ByteBuffer dst: 存储读取数据的缓冲区。long position: 从文件的指定位置开始读取。A attachment: 用于传递给CompletionHandler的附件。CompletionHandler<Integer, ? super A> handler: 处理异步操作结果的回调接口。
同样，write 方法也有类似的异步操作方法。
5、关闭通道：
void close()
使用 AsynchronousFileChannel 进行异步文件 I/O 操作的关键点是理解异步操作的回调机制。当异步操作完成时，将调用注册的 CompletionHandler，该处理程序的 completed 方法将提供异步操作的结果。
三、异步文件读取
ExecutorService 和 AsynchronousFileChannel 进行异步文件读取的示例。以下是一个基本的示例：
package com.sl.config;
import java.io.IOException;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.AsynchronousFileChannel;
import java.nio.channels.CompletionHandler;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.nio.file.StandardOpenOption;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** @package: com.sl.config* @author: shuliangzhao* @description:* @date 2023/11/29 22:02*/
public class AsyncFileReadExample {public static void main(String[] args) {// 文件路径列表String[] filePaths = {"D:\\aplus\\file1.txt", "D:\\aplus\\file2.txt", "D:\\aplus\\file3.txt"};// 创建线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(filePaths.length);for (String filePath : filePaths) {Path path = Paths.get(filePath);// 异步文件通道try (AsynchronousFileChannel fileChannel = AsynchronousFileChannel.open(path, StandardOpenOption.READ)) {// 缓冲区ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);// 异步读取文件fileChannel.read(buffer, 0, buffer, new CompletionHandler<Integer, ByteBuffer>() {@Overridepublic void completed(Integer result, ByteBuffer attachment) {System.out.println(Thread.currentThread().getName());System.out.println("Read " + result + " bytes from " + path);// 处理读取的数据attachment.flip();byte[] data = new byte[attachment.limit()];attachment.get(data);System.out.println("Data: " + new String(data));// 清空缓冲区attachment.clear();// 关闭文件通道等资源try {fileChannel.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void failed(Throwable exc, ByteBuffer attachment) {exc.printStackTrace();}});} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}// 关闭线程池executorService.shutdown();}
}
在这个示例中，我们创建了一个线程池（ExecutorService），然后使用 AsynchronousFileChannel 打开文件，并使用 CompletionHandler 处理异步文件读取的结果。每个文件都有一个独立的 AsynchronousFileChannel 和 CompletionHandler。在 completed 方法中，我们处理读取的数据，然后关闭文件通道等资源。