java多线程读取多个文件 导入数据库

近期在做Java读文件的项目，由于数据量较大，因此研究了一下多线程，总结了一下：

一. 多个线程读文件和单个线程读文件，效率差不多，甚至可能不如单线程，原因如下：

如果只是单纯的读文件，一个线程足够了，因为一般瓶颈是在磁盘io上，多个线程只会在磁盘io上阻塞。因为不同文件的读写，会造成磁头的频繁转换，磁头的频繁转换要比读取磁盘的时间更长。

但是一般是读一小块做一次处理，然后再读下一块，这样只用一个线程磁盘io有空闲的时间，就可以用多线程处理，有的线程在读数据有的线程在处理数据。而且磁盘是有缓存的，一次读48行，可能会缓存后面的1m内容，下n次其他线程来读的时候磁盘可以直接从缓存中取数据。估计线程数不会超过10个，太多线程仍然会阻塞在磁盘io上。但是随机读取文件无法利用缓存机制，而且硬盘不断的重新定位会花费大量的寻道时间，估计效率还比不上多个线程用同一个指针顺序读取文件。理论推测，具体还是得自己写程序跑一下。(原文链接：http://www.zhihu.com/question/20149395/answer/14136499)

二. 所以这种情况下，最好有个线程去读取文件，其他的线程去处理文件数据中的业务逻辑处理(参考：http://www.dewen.net.cn/q/1334)

解决方案： 
(1)首先，开辟一个Reader线程, 该线程负责读取文件，将读取记录存入队列中(LinkedBlockingQueue 或者 ArrayBlockingQueue)

ArrayBlockingQueue跟LinkedBlockingQueue的区别：

• 队列中的锁的实现不同 
  ArrayBlockingQueue中的锁是没有分离的，即生产和消费用的是同一个锁； 
  LinkedBlockingQueue中的锁是分离的，即生产用的是putLock，消费是takeLock

• 在生产或消费时操作不同 
  ArrayBlockingQueue基于数组，在生产和消费的时候，是直接将枚举对象插入或移除的，不会产生或销毁任何额外的对象实例； 
  LinkedBlockingQueue基于链表，在生产和消费的时候，需要把枚举对象转换为Node进行插入或移除，会生成一个额外的Node对象，这在长时间内需要高效并发地处理大批量数据的系统中，其对于GC的影响还是存在一定的区别。

• 队列大小初始化方式不同 
  ArrayBlockingQueue是有界的，必须指定队列的大小； 
  LinkedBlockingQueue是无界的，可以不指定队列的大小，但是默认是Integer.MAX_VALUE。当然也可以指定队列大小，从而成为有界的。

注意: 
在使用LinkedBlockingQueue时，若用默认大小且当生产速度大于消费速度时候，有可能会内存溢出。

在使用ArrayBlockingQueue和LinkedBlockingQueue分别对1000000个简单字符做入队操作时， 
LinkedBlockingQueue的消耗是ArrayBlockingQueue消耗的10倍左右， 
即LinkedBlockingQueue消耗在1500毫秒左右，而ArrayBlockingQueue只需150毫秒左右。

按照实现原理来分析，ArrayBlockingQueue完全可以采用分离锁，从而实现生产者和消费者操作的完全并行运行。Doug Lea之所以没这样去做，也许是因为ArrayBlockingQueue的数据写入和获取操作已经足够轻巧，以至于引入独立的锁机制，除了给代码带来额外的复杂性外，其在性能上完全占不到任何便宜。

(2)再开辟若干个线程，负责从队列中取数据，并插入数据库中

(3)Reader线程读取完成后，应“通知”处理线程，当处理线程处理完队列的记录，并发现Reader线程已终止的时候，就停止了。 
(参考：http://www.infoq.com/cn/articles/java-multithreaded-programming-mode-two-phase-termination) 
终止线程的三种方法

• 使用退出标志，使线程正常退出，也就是当run方法完成后线程终止(一般线程中的任务是放在一个循环中，需要退出时只需破坏循环的条件，退出循环即可)。
• 使用stop方法强行终止线程（这个方法不推荐使用，因为stop和suspend、resume一样，也可能发生不可预料的结果）。
• 使用interrupt方法中断线程。

批量读文件入库程序可参考： 
http://blog.youkuaiyun.com/u010323023/article/details/52403046?locationNum=5

一对多实例(参考链接：http://lucky-xingxing.iteye.com/blog/2054071)：

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Date: 4/24/14
 * Time: 9:56 AM
 * To change this template use File | Settings | File Templates.
 *
 * 生产者与消费者模型中，要保证以下几点：
 * 1 同一时间内只能有一个生产者生产
 * 2 同一时间内只能有一个消费者消费
 * 3 生产者生产的同时消费者不能消费
 * 4 消费者消费的同时生产者不能生产
 * 5 共享空间空时消费者不能继续消费
 * 6 共享空间满时生产者不能继续生产
 *
 * 使用并发库中的BlockingQueue(阻塞队列） 实现生产者与消费者
 */
public class WaitNoticeDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //固定容器大小为10
        BlockingQueue<Food> foods = new LinkedBlockingQueue<Food>(100);

        boolean completeFlag = false;

        Thread produce = new Thread(new Produce(foods));
        Thread consume1 = new Thread(new Consume(foods));
        Thread consume2 = new Thread(new Consume(foods));
        produce.start();
        consume1.start();
        consume2.start();


    }
}

/**
 * 生产者
 */
class Produce implements Runnable{
    private BlockingQueue<Food> foods;
    private Integer count = 0;
    private boolean exitFlag = false;
    Produce(BlockingQueue<Food> foods) {
        this.foods = foods;
    }

    //@Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (i<50){
            try {
                //当生产的食品数量装满了容器，那么在while里面该食品容器(阻塞队列)会自动阻塞  wait状态 等待消费
                foods.put(new Food("食品"+i));
                i++;
                if(i == 50){
                    foods.put(new Food("end"));

                }
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();  //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.
            }
        }//while

        System.out.println("生产者线程结束");
    }
}

/**
 * 消费者
 */
class Consume implements Runnable {
    private BlockingQueue<Food> foods;
    private boolean flag = true;

    Consume(BlockingQueue<Food> foods){
        this.foods = foods;
    }
    //@Override
    public void run() {
        System.out.println("消费者线程 - " + Thread.currentThread().getName() + "启动");
        long start = System.currentTimeMillis(); // 记录起始时间
        try {
            //Thread.sleep(3);  //用于测试当生产者生产满10个食品后是否进入等待状态
            while (flag){
                //当容器里面的食品数量为空时，那么在while里面该食品容器(阻塞队列)会自动阻塞  wait状态 等待生产
                Food food = foods.take();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "消费"+food.getName());

                if(("end").equals(food.getName())){
                       flag = false;
                       foods.put(food);//将结束标志放进队列  以防别的消费者线程看不到

                      long end = System.currentTimeMillis(); // 记录起始时间
                      System.out.println("execuete time : " + (end-start));
                }

            }//while

            System.out.println("消费者线程结束");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();  //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.
        }
    }
}

/**
 * 食品
 */
class Food{
    private String name;

    String getName() {
        return name;
    }

    Food(String name){
        this.name = name;
        System.out.println("生产"+name);
    }
}


   
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三. 最近碰到csv文件上传存入数据库后，数据库存储空间远大于实际文件大小的情况，以下是针对该种情况的解决方案： 
1. 设置的字段类型、长度尽可能和文件中对应字段接近； 
2. 不要CHAR, 多用VARCHAR，在数据量比较大时，VARCHAR的优势特别明显。

四. 对于处理大数据量的记录，并将处理结果写入文件中的处理方案： 
方案一(适合于处理和输出的数据量都很大的情况)： 
生产者：多个线程 读取一定量的数据并处理，然后将处理结果封装成一个队列元素，装进阻塞队列中 
消费者: 一个线程 取元素 追加写文件(csv) (多个线程写文件是不安全的)

方案二(目前在使用的，适用于需要处理的数据量大，但输出的数据量不大的情况)： 
生产者：一个线程，分页查询部分数据，将其封装成队列元素装进队列中 
消费者：多个线程 ，从队列中取出数据元素并处理，存储处理结果。 
生产者和消费者执行完毕后，再集中将消费者处理的结果一个个输出到相应文件中

五. 数据记录验证问题 
对于用数据库中的一个数据表验证另一个数据表中数据的情况，应采用SQL连接查询(适用于待验证和标准数据都在数据库的情况)；

而对于用数据库中的一个数据表验证文件中的数据记录的情况，则需要首先根据某些关键字从数据库中查出相关记录，然后在内存中进行数据的验证处理工作，避免多次访问数据库(适用于待验证数据不多，而验证的标准数据很多的情况)。

六.文件字符串长度大于数据库规定长度时，截断处理 
数据库中 nchar (nvarchar)类型中文字符和英文字符长度都为1，nchar(10)的字段可以存放十个中英文字符，而char(varchar)类型中文字符长度为2，,英文字符长度为1，char(10)的字段可以存放五个中文字符，10个英文字符。

针对char类型，中文字符长度为2，英文字符长度为1的情况，计算字符串长度和对字符串截断处理的代码如下：

// 判断一个字符是否是中文
    public static boolean isChineseChar(char c) {
        return c >= 0x4E00 &&  c <= 0x9FA5;// 根据字节码判断
    }

    //20170302 针对数据库varchar类型 计算字符串长度：中文字符数*2 + 英文字符数<= 数据库字段设定长度
    // 判断一个字符串是否含有中文
    public static Integer getDBStrLength(String str) {
       Integer len = 0;
       if(str != null && str.length()>0){
           char[] arr = str.toCharArray();
           for(int i=0; i<arr.length; i++){
               if(isChineseChar(arr[i])){
                    len += 2;
               }else{
                   len += 1;
               }
           }//for
       }

       return len;
    }

    //20170302 针对数据库varchar类型 根据字符串长度以及长度限制  对字符串进行截断处理
    public static String getTruncateStrByMaxLength(String str,Integer maxLen) {
        String result = "";
        Integer len = 0;
        if(str != null && str.length()>0){
            char[] arr = str.toCharArray();
            for(int i=0; i<arr.length; i++){
                if(isChineseChar(arr[i])){
                    len += 2;
                }else{
                    len += 1;
                }
                if(len <= maxLen){
                     result += arr[i];
                }else{
                    break;
                }
            }//for
        }

        return result;
    }
   
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