Java多執行緒斷點複製的方法是什麼

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)

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);
}
}

說明：

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

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;
}
}

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;
}
}

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);
//}

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;
}
}

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;
}

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];

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！