详解Java多线程并行读取多个文件(一)

本文介绍: 在 Jav a 中，可以使用多线程并行读取多个文件以提高文件读取性能，需要我们掌握多线程一些基本用法。

在 Java 中，可以使用多线程并行读取多个文件以提高文件读取性能，需要我们掌握多线程一些基本用法。

一、Ex e cutorServi ce

ExecutorService 是 Java 标准库中的一个接口，它提供了一个用于管理和控制线程执行的高级工具，封装了线程的创建、调度、执行和监控。ExecutorService 通常用于执行异步任务、并发编程以及并行计算。

ExecutorService 接口继承自 Executor 接口，它引入了一些管理和控制线程池的方法。主要的实现类是 ThreadPoolExecutor。

1、submit(Runnable task)：提交一个可运行的任务给执行器，并返回一个表示任务的未来结果的 Future 对象。可以使用 Future 来检查任务是否完成，获取任务的执行结果。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
Future<?&gt; future = executor.submit(() -&gt; {
    // 执行任务
});

2、submit(Callable<T> task)：与 submit(Runnable task) 类似，但可以提交一个带有返回值的任务。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
Future<Integer&gt; future = executor.submit(() -&gt; {
    // 执行带有返回值的任务
    return 42;
});

3、invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)：提交一组带有返回值的任务，返回包含所有任务执行结果的 Future 列表。这个方法会阻塞直到所有任务完成。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
List<Callable<Integer>> tasks = Arrays.asList(
    () -> 1,
    () -> 2,
    () -> 3
);
List<Future<Integer>> results = executor.invokeAll(tasks);

4、invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)：提交一组带有返回值的任务，返回第一个成功执行完成的任务的结果。这个方法也会阻塞，直到至少有一个任务完成。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
List<Callable<Integer>> tasks = Arrays.asList(
    () -> 1,
    () -> 2,
    () -> 3
);
Integer result = executor.invokeAny(tasks);

5、shutdown() 和 shutdownNow()：shutdown() 方法允许之前提交的任务执行完毕，但阻止新任务的提交。shutdownNow() 方法尝试停止所有正在执行的任务，不再启动队列中等待的任务，并返回等待执行的任务列表。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
executor.shutdown();

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
List<Runnable> remainingTasks = executor.shutdownNow();

6、awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)：等待所有任务在调用 shutdown() 或 shutdownNow() 后完成执行，或者在超时发生时（以 timeout 和 unit 指定的时间）返回 true。

ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(5);
executor.shutdown();
executor.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);

使用 ExecutorService 可以更方便地管理线程池，处理异步任务，以及优雅地控制并发。

二、 Java多线程并行读取多个文件(不考虑性能)

以下是一个简单的示例，如何使用多线程并行读取多个文件：

package com.sl.config;

/**
 * @package: com.sl.config
 * @author: shuliangzhao
 * @description:
 * @date 2023/11/29 21:39
 */
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;

public class ParallelFileReader {
    public static void main(String[] args) {
        // 文件路径列表
        List<String> filePaths = new ArrayList<>();
        filePaths.add("D:\aplus\file1.txt");
        filePaths.add("D:\aplus\file2.txt");
        filePaths.add("D:\aplus\file3.txt");

        // 创建线程池
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(filePaths.size());

        // 存储读取结果的 Future 列表
        List<Future<List<String>>> futures = new ArrayList<>();

        // 提交任务
        for (String filePath : filePaths) {
            Callable<List<String>> fileReader = () -> readLinesFromFile(filePath);
            Future<List<String>> future = executorService.submit(fileReader);
            futures.add(future);
        }

        // 等待所有任务完成
        for (Future<List<String>> future : futures) {
            try {
                List<String> lines = future.get();
                // 处理读取的数据
                for (String line : lines) {
                    System.out.println(line);
                }
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // 关闭线程池
        executorService.shutdown();
    }

    // 从文件中读取所有行
    private static List<String> readLinesFromFile(String filePath) {
        List<String> lines = new ArrayList<>();
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                lines.add(line);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return lines;
    }
}

在这个例子中，我们有一个包含文件路径的列表 filePaths，然后创建了一个固定大小的线程池（ExecutorService），线程池的大小取决于文件的数量。我们使用 ExecutorService 提交了一个读取文件的任务（fileReader），每个任务都是一个 Callable，负责读取文件的所有行并返回一个 List<String>。