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多线程14（哈希表与文件操作IO）

article 2025/3/24 13:00:38

CountDownLatch

将一个大任务分成多个子任务，使用多线程执行子任务，从而提高效率。

那么如何衡量这些子任务都完成了呢？这就要用到CountDownLatch

CountDownLatch

1：指定指定的参数，描述拆分的任务数量

2：每个线程都执行完毕后，都执行一次CountDownLatch，当执行次数等于指定的参数时候，确认执行完毕。

public class Demo45 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        //将任务拆分成十个独立部分执行，每个任务都视为一个子任务
        //我们可以安排十个线程，也可以使用线程池

        CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);//十个任务个数

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4);//线程池数量为4
        for(int i = 0;i <10;i++){
            int id = i;
            executor.submit(()->{
                System.out.println("子任务开始执行：" + id);
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
                System.out.println("子任务执行结束：" + id);
                latch.countDown();//执行完毕一次子任务就CountDownLatch一次
            });

        }
        latch.await();//阻塞等待所有任务完毕
        System.out.println("执行完毕");
        executor.shutdown();//结束线程池
    }
}

多线程下ArrayList的使用

1：自行加锁，使用synchronized和ReentrantLock

2：使用Collections.synchronizedList();，返回的方法是带有synchronization封装的。

3：使用CopyOnWriteArrayList。CopyOnWriteArrayList不会加锁。

这是一种编程常见的思想方法：写时拷贝，在修改不同变量和读变量不会出现线程安全。

在多线程进行写修改的时候，会将原来的数据进行复制，在复制过程中，有其他线程在读，会读取旧的数据。随后将引用指向复制后的数据，进行修改。

CopyOnWriteArrayList在进行复制操作并不是原子性，会导致会消耗一定的时间，但不影响线程的读取。在复制完毕之后，引用指向复制后的数据进行修改。

这样确使读操作要么是新数据要么是旧数据，不会出现读取一半新数据一半旧数据的情况，确保了“原子性”。

CopyOnWriteArrayList在这过程中是没有加锁的，所以不会产生阻塞。

CopyOnWriteArrayList缺点

1：因为需要复制，效率会比较低效，不适合较大的数组。

2：多个线程同时修改，容易出问题。

适用场所

服务器重新加载。在服务器还在运行的时候，更改配置文件，我们一般需要重写启动服务器才会生效。原因是：配置其实是读取服务器中的内存，以哈希/数组的方式存储，服务器其他的线程会读取这些哈希/数组。

此时，我们手动更改配置并使用，服务器就会加载新的哈希/数组来加载新的配置。在加载完毕后，就会使用新的配置取代旧的配置。

多线程中哈希表的使用

1：HashMap 线程不安全，不使用

2：Hashtable 线程安全，但不推荐使用，因为有更好的替代品（给public方法都加上了synchronization）

3：ConcurrentHashMap：按照桶级级别加锁，而不是给一个整个哈希表加全局锁，降低锁冲突的概率。

Hashtable其实是给this加锁。我们可以发现，如果修改的元素属于两个链表上，是不会出现线程安全问题，如果修改同一个链表上，有可能会出现线程安全问题（链表上连续的两个元素，修改时会更改前一个元素该指向谁，会出现竞争）。

ConcurrentHashMap的做法是针对不同的锁对象（链表）加锁，在修改不同线程的时候是不会产生竞争，只有在同一个链表上修改的时候才会出现锁竞争。

哈希表里只有一个size，在同时插入元素的时候，发现上述操作没有给size加锁，似乎会出现线程安全问题。实际上，在ConcurrentHashMap使用了原子类，避免这种问题出现。

针对扩容，ConcurrentHashMap也做出了优化，在遇到争对同一个链表进行插入大量元素时候，会进行拆分操作，多次插入，确保每次加锁的时间不要太长。

文件操作和IO

我们想要找到一个文件，从树根开始到我们要找到的文件这期间，我们会点开很多文件夹（目录），我们把这些文件夹记录下来，就是路径，路径一般用“/”来分割。

特别提醒，Windows支持反斜杠，默认反斜杠。

绝对路径：从盘级开始，逐级表现出来。

相对路径：前面部分以“.”省略，但需要一个基准。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String path = "./test.txt";
    }
}

在这，我们没有定义基准路径，所以默认执行的是项目目录的路径。

在那个目录下执行，那么这个目录就是基准路径。

".."： 返回上一级的路径。

操作系统会通过路径识别到具体的文件

文件的种类

二十一点文件都是由二进制构成，这是基本条件。

二进制文件与文本文件

二进制文件的数据恰好都能在表上查找到，并且翻译过来的字符都是能构成有意义的信息。

判断方法也简单，直接记事本打开，不是乱码出现有意义的信息就是了。像word、docx这些文件都是二进制文件；.c、.java、txt纯文本，都是典型文本文件。

Java提供的操作文件

1、文件系统操作：用于文件的创建、删除、重命名等。

2、文件内容操作：针对一个文件的读和写。

File

File(File parent,String child) //根据父目录和子目录路径创建一个新的File实列

File(String pathname) //根据文件路径创建一个新的File实例

File(String parent,String chile)//根据父目录和子目录路径创建一个新的File实列，父目录用路径表示。

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        File file = new File("D:/1234/111.txt");
        File file = new File("./111.txt");
        System.out.println(file.getParent());//返回file的父目录文件路径
        System.out.println(file.getName());//返回file对象的文件名
        System.out.println(file.getPath());//返回file对象的文件路径
        System.out.println(file.getAbsolutePath());//返回file对象的绝对路径
        System.out.println(file.getCanonicalPath());//返回file对象修饰过的绝对路径

    }
}

上面两种file的用法分别是绝对路径与相对路径。

这是./111.txt的执行结果（相对路径），在没有指定基准目录的情况下，默认用执行项目的路径。

这是D:/1234/111.txt的执行结果（绝对路径）

下面的方法可以检测文件是否存在、是否为目录、是否是文件，有则输出true，没有返回false

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        File file = new File("./111.txt");
        System.out.println(file.exists());//判断对象是否存在
        System.out.println(file.isFile());//判断File对象代表的文件是否是个目录
        System.out.println(file.isDirectory());//判断File对象代表的文件是否是个普通文件
    }
}

我们可以手动找到路径创建文件/目录，也可以通过代码创建：