Javaのマルチスレッドブレークポイントコピーの方法は何ですか?

詳細

Timer クラス (java.util.Timer) を使用してブレークポイント関数を実装します。このクラスを使用します。時々、レコードが記録された内容は、各スレッドのレプリケーションの進行状況です。

Timer クラスの紹介:

バックグラウンド スレッドで将来実行されるタスクをスケジュールするスレッドの機能。タスクは次のようにスケジュールできます。 1 回限りの実行、または定期的な間隔での繰り返し実行: スレッドが今後の実行に備えてバックグラウンド スレッドでタスクをスケジュールする機能。タスクは 1 回実行するか、定期的に繰り返すようにスケジュールできます。

API の概要によると、この Timer クラスはタスクを 1 回だけ実行できるか、または定期的にタスクを実行できることがわかります。 (このクラスは javax パッケージ内のクラスではなく、java.util.Timer クラスであることに注意してください。)

このクラスには時間関連のメソッドが多数ありますが、ここでは紹介しません。ここでは、使用する必要がある方法を 1 つだけ紹介します。

public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)

指定されたタスクを、指定された遅延後に開始する固定遅延の繰り返し実行をスケジュールします。後続の実行は、指定された期間で区切られたほぼ一定の間隔で行われます。遅延後に開始される固定遅延の繰り返し実行。後続の実行は、指定された間隔でおおよその間隔で行われます。

このメソッドを使用して、各スレッドのコピーの進行状況情報を一定の時間間隔で記録します。

コード部分

タイミングタスククラス

package dragon.local;

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.List;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class RecordTask extends TimerTask {
public static final String filename = "breakPointRecord.txt";
private Timer timer;
private List<FileCopyThread> copyThreads;
private String outputPath;

public RecordTask(Timer timer, List<FileCopyThread> copyThreads, String outputPath) {
this.timer = timer;
this.copyThreads = copyThreads;
this.outputPath = outputPath;
}

@Override
public void run() {
try {
this.breakPointRecord();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

public void breakPointRecord() throws FileNotFoundException, IOException {
int aliveThreadNum = 0;  //存活线程数目
//不使用追加方式，这里只需要最新的记录即可。
File recordFile = new File(outputPath, filename);
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(recordFile))){
//每次记录一个线程的下载位置，但是取出来又需要进行转换，太麻烦了。
//我们直接使用序列化来进行操作，哈哈！
long[] curlen = new long[4];
int index = 0;
for (FileCopyThread copyThread : copyThreads) {
if (copyThread.isAlive()) {
aliveThreadNum++;
}
curlen[index++] = copyThread.getCurlen();
System.out.println(index+" curlen: "+copyThread.getCurlen());
}
//创建 Record 对象，并序列化。
oos.writeObject(new Record(curlen));
}
//当所有的线程都死亡时，关闭计时器，删除记录文件。（所有线程死亡的话，就是文件已经复制完成了！）
if (aliveThreadNum == 0) {
timer.cancel();
recordFile.delete();
}
System.out.println("线程数量： "+aliveThreadNum);
}
}

説明:

if (aliveThreadNum == 0) {
timer.cancel();
recordFile.delete();
}

スレッドが終了している場合は、プログラムが終了していることを意味します。正常に実行が終了します。

この時点で記録ファイルを削除します。ここでのレコードファイルはフラグであり、レコードファイルが存在する場合はプログラムが正常終了しなかったことを意味し、再起動時にブレークポイントコピーが行われます。

注意: コピー プロセス中の IO 例外はここでは考慮されません。スレッドが IO 例外をスローした場合、スレッドのステータスも終了します。ただし、ローカル ファイルのコピーでは IO 例外がまだ比較的少ないことを考慮すると、インターネット経由でダウンロードされる場合には、このプログラムの機能を改善する必要があるかもしれないとは考えていませんでした。

レコード情報クラス

毎回各スレッドの情報を順番に書き込む必要があるのですが、読み込んだ後に変換する必要があり、やはり面倒に感じます。ここでは、Java シーケンスの化メカニズムを直接使用します。 オブジェクトを直接操作すると便利な場合があります。 注: 配列の添字は各スレッドの位置を表します。

package dragon.local;

import java.io.Serializable;

public class Record implements Serializable{
/**
 * 序列化 id
 */
private static final long serialVersionUID = 1L;
private long[] curlen;

public Record(long[] curlen) {
this.curlen = curlen;
} 

public long[] getCurlen() {
return this.curlen;
}
}

スレッド クラスをコピー

package dragon.local;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;

public class FileCopyThread extends Thread {
private int index;
private long position;
private long size;
private File targetFile;
private File outputFile;
private long curlen;      //当前下载的长度

public FileCopyThread(int index, long position, long size, File targetFile, File outputFile) {
this.index = index;
this.position = position;
this.size = size;
this.targetFile = targetFile;
this.outputFile = outputFile;
this.curlen = 0L;
}

@Override
public void run() {
try (
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(targetFile));
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(outputFile, "rw")){
bis.skip(position);  //跳过不需要读取的字节数，注意只能先后跳
raf.seek(position);  //跳到需要写入的位置，没有这句话，会出错，但是很难改。
int hasRead = 0;
byte[] b = new byte[1024];
/**
 * 注意，每个线程只是读取一部分数据，不能只以 -1 作为循环结束的条件
 * 循环退出条件应该是两个，即写入的字节数大于需要读取的字节数 或者 文件读取结束（最后一个线程读取到文件末尾）
 */
while(curlen < size && (hasRead = bis.read(b)) != -1) {
raf.write(b, 0, hasRead);
curlen += (long)hasRead;
//强制停止程序。
//if (curlen > 17_000_000) {
//System.exit(0);
//}
}

System.out.println(index+" "+position+" "+curlen+" "+size);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}

public long getCurlen() {   //获取当前的进度，用于记录，以便必要时恢复读取进度。
return position+this.curlen;
}
}

このコードはテスト ブレークポイントにコピーされます。テストしたい場合は、コピーしたいファイルのサイズに応じてif判定の条件を調整してください。テストしたい場合は、まずこのコードのコメントを解除してからプログラムを実行します (その後、プログラムは終了し、この時点ではファイルはコピーされません)。その後、このコードをコメントにしてプログラムを再度実行すると、ファイルは次のようになります。正常にコピーされました。

//强制停止程序。
//if (curlen > 17_000_000) {
//System.exit(0);
//}

コピー ツール クラス

package dragon.local;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Timer;



/**
 * 设计思路：
 * 获取目标文件的大小，然后设置复制文件的大小（这样做是有好处的），
 * 然后使用将文件分为 n 分，使用 n 个线程同时进行复制（这里我将 n 取为 4）。
 * 
 * 进一步拓展：
 * 加强为断点复制功能，即程序中断以后，
 * 仍然可以继续从上次位置恢复复制，减少不必要的重复开销
 * */

public class FileCopyUtil {
//设置一个常量，复制线程的数量
private static final int THREAD_NUM = 4;

private FileCopyUtil() {}

/**
 * @param targetPath 目标文件的路径
 * @param outputPath 复制输出文件的路径
 * @throws IOException 
 * @throws ClassNotFoundException 
 * */
public static void transferFile(String targetPath, String outputPath) throws IOException, ClassNotFoundException {
File targetFile = new File(targetPath);
File outputFilePath = new File(outputPath);
if (!targetFile.exists() || targetFile.isDirectory()) {   //目标文件不存在，或者是一个文件夹，则抛出异常
throw new FileNotFoundException("目标文件不存在："+targetPath);
}
if (!outputFilePath.exists()) {     //如果输出文件夹不存在，将会尝试创建，创建失败，则抛出异常。
if(!outputFilePath.mkdir()) {
throw new FileNotFoundException("无法创建输出文件："+outputPath);
}
}

long len = targetFile.length();

File outputFile = new File(outputFilePath, "copy"+targetFile.getName());
createOutputFile(outputFile, len);    //创建输出文件，设置好大小。

//创建计时器 Timer 对象
Timer timer = new Timer();

long[] position = new long[4];
//每一个线程需要复制文件的起点
long size = len / FileCopyUtil.THREAD_NUM + 1;     //保存复制线程的集合
List<FileCopyThread> copyThreads = new ArrayList<>();
Record record = getRecord(outputPath);

for (int i = 0; i < FileCopyUtil.THREAD_NUM; i++) {
//如果已经有了 记录文件，就从使用记录数据，否则就是新的下载。
position[i] = record == null ? i*size : record.getCurlen()[i];
FileCopyThread copyThread = new FileCopyThread(i, position[i], size, targetFile, outputFile);
copyThread.start();     //启动复制线程
copyThreads.add(copyThread);   //将复制线程添加到集合中。
}

timer.schedule(new RecordTask(timer, copyThreads, outputPath), 0L, 100L);  //立即启动计时器，每隔10秒记录一次位置。
System.out.println("开始了！");
}

//创建输出文件，设置好大小。
private static void createOutputFile(File file, long length) throws IOException {
try (   
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw")){
raf.setLength(length);
}
}

//获取以及下载的位置
private static Record getRecord(String outputPath) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
File recordFile = new File(outputPath, RecordTask.filename);
if (recordFile.exists()) {
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(recordFile))){
return (Record) ois.readObject();
}
}
return null;
}
}

説明: コピーしたディレクトリにレコード ファイルが存在するかどうかに基づいて、ブレークポイントのコピーを開始するかどうかを決定します。

private static Record getRecord(String outputPath) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
File recordFile = new File(outputPath, RecordTask.filename);
if (recordFile.exists()) {
try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(recordFile))){
return (Record) ois.readObject();
}
}
return null;
}

ブレークポイントのコピーの開始は非常に簡単であることが判明しました。コピーの開始位置が記録された位置になることを除いて、コピーと同じです。

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