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Java多執行緒斷點複製的方法是什麼

WBOY
發布: 2023-04-13 17:31:19
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細節介紹

我這裡是使用一個Timer類別(java.util.Timer)來實作斷點功能的,就是使用這個類,每隔一段時間進行一次記錄,記錄的內容是每個執行緒複製的進度。

Timer 類別的介紹:

A facility for threads to schedule tasks for future execution in a background thread. Tasks may be scheduled for one -time execution, or for repeated execution at regular intervals. 執行緒在背景執行緒中調度任務以供將來執行的工具。任務可以安排為一次性執行,也可以安排為定期重複執行。

根據 API 中的介紹可以看出,這個 Timer 類別可以只執行一次任務,也可以週期性地執行任務。 (注意這個類別是java.util.Timer 類,不是javax 套件下面的類別。)

這個類別的有很多和時間相關的方法,這裡就不介紹了,感興趣的可以去了解,這裡只介紹我們需要使用的一個方法。

public void schedule(TimerTask task, long delay, long period)
登入後複製

Schedules the specified task for repeated fixed-delay execution beginning after the specified delay. Subsequent executions take place at approximately regular # intervals separated by the specified period.approximately regular # intervals separated by the specified period.延遲之後開始的重複固定延遲執行。隨後的執行發生在依規定時間間隔的大致間隔。

使用這個方法,按照一個固定的時間間隔記錄各個執行緒的複製進度資訊即可。

程式碼部分

定時任務類別

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);
}
}
登入後複製

說明:

if (aliveThreadNum == 0) {
timer.cancel();
recordFile.delete();
}
登入後複製

如果執行緒都已經結束了,就表示程式已經正常執行結束了。

這個時候就刪除記錄檔。這裡這個記錄檔是一個標誌(flag),如果存在記錄檔就表示程式沒有正常結束,再次啟動時,會進行斷點複製

注意:這裡沒有考慮複製過程中的 IO 異常,如果執行緒拋出 IO 異常,那麼執行緒的狀態也是結束了。但考慮,本地文件複製出現 IO 異常的情況還是比較少的,就沒有考慮,如果是網絡下載的話,這個程式的功能可能就需要進行改進了。

記錄訊息類別

每次需要依序寫入各個執行緒的訊息,但是讀取出來還需要轉換,還是感覺過於麻煩了,這裡直接利用Java的序列化機制了。 有時候,直接操作物件是很方便的。 注意: 陣列的下標表示的就是每個執行緒的位置。

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;
}
}
登入後複製

複製執行緒類別

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;
}
}
登入後複製

這段程式碼是為了測試斷點複製的。如果你想要進行測試,可以將 if 判斷中的條件依照你要複製的檔案大小做對應的調整。如果要進行測試,可以先將這段程式碼的註解取消再執行程序(然後程式退出,這時候檔案沒有複製完成。),然後再將這段程式碼註解再次執行程序,檔案將會複製成功。

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

複製工具類別

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;
}
}
登入後複製

說明: 根據複製的目錄中,是否存在記錄檔案來判斷是否啟動斷點複製。

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;
}
登入後複製

啟動斷點複製原來其實很簡單,就是跟複製一樣,只不過起始複製位置變成了記錄的位置了。

//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];
登入後複製

以上是Java多執行緒斷點複製的方法是什麼的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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來源:yisu.com
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