如何用Java 几分钟处理完 30 亿个数据(项目难题)

目录
  • 1. 场景说明
  • 2. 模拟数据
  • 3. 场景分析
  • 4. 读取数据
  • 5. 处理数据
    • 5.1 思路一
  • 完整代码
  • 测试结果
    • 5.2 思路二:分治法
  • 初始化阻塞队列
  • 生产者
  • 消费者
    • 1) 队列线程私有化
    • 2) 多子线程分割字符串
    • 3) 分割字符串算法
  • 完整代码
  • 测试结果
  • 6. 遇到的问题
  • 解决方法

1. 场景说明

现有一个 10G 文件的数据,里面包含了 18-70 之间的整数,分别表示 18-70 岁的人群数量统计。假设年龄范围分布均匀,分别表示系统中所有用户的年龄数,找出重复次数最多的那个数,现有一台内存为 4G、2 核 CPU 的电脑,请写一个算法实现。

23,31,42,19,60,30,36,........

2. 模拟数据

Java 中一个整数占 4 个字节,模拟 10G 为 30 亿左右个数据, 采用追加模式写入 10G 数据到硬盘里。
每 100 万个记录写一行,大概 4M 一行,10G 大概 2500 行数据。

package bigdata;
import java.io.*;
import java.util.Random;
/**
 * @Desc:
 * @Author: bingbing
 * @Date: 2022/5/4 0004 19:05
 */
public class GenerateData {
    private static Random random = new Random();
    public static int generateRandomData(int start, int end) {
        return random.nextInt(end - start + 1) + start;
    }
    /**
     * 产生10G的 1-1000的数据在D盘
     */
    public void generateData() throws IOException {
        File file = new File("D:\\ User.dat");
        if (!file.exists()) {
            try {
                file.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        int start = 18;
        int end = 70;
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        BufferedWriter bos = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(file, true)));
        for (long i = 1; i < Integer.MAX_VALUE * 1.7; i++) {
            String data = generateRandomData(start, end) + ",";
            bos.write(data);
            // 每100万条记录成一行,100万条数据大概4M
            if (i % 1000000 == 0) {
                bos.write("\n");
            }
        }
        System.out.println("写入完成! 共花费时间:" + (System.currentTimeMillis() - startTime) / 1000 + " s");
        bos.close();
    }
    public static void main(String[] args) {
        GenerateData generateData = new GenerateData();
        try {
            generateData.generateData();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上述代码调整参数执行 2 次,凑 10G 数据在 D 盘 User.dat 文件里:

准备好 10G 数据后,接着写如何处理这些数据。

3. 场景分析

10G 的数据比当前拥有的运行内存大的多,不能全量加载到内存中读取。如果采用全量加载,那么内存会直接爆掉,只能按行读取。Java 中的 bufferedReader 的 readLine() 按行读取文件里的内容。

4. 读取数据

首先,我们写一个方法单线程读完这 30 亿数据需要多少时间,每读 100 行打印一次:

    private static void readData() throws IOException {

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(FILE_NAME), "utf-8"));
        String line;
        long start = System.currentTimeMillis();
        int count = 1;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            // 按行读取
//            SplitData.splitLine(line);
            if (count % 100 == 0) {
                System.out.println("读取100行,总耗时间: " + (System.currentTimeMillis() - start) / 1000 + " s");
                System.gc();
            }
            count++;
        }
        running = false;
        br.close();

    }

按行读完 10G 的数据大概 20 秒,基本每 100 行,1 亿多数据花 1 秒,速度还挺快。

5. 处理数据

5.1 思路一

通过单线程处理,初始化一个 countMap,key 为年龄,value 为出现的次数。将每行读取到的数据按照 "," 进行分割,然后获取到的每一项进行保存到 countMap 里。如果存在,那么值 key 的 value+1。

    for (int i = start; i <= end; i++) {
            try {
                File subFile = new File(dir + "\\" + i + ".dat");
                if (!file.exists()) {
                    subFile.createNewFile();
                }
                countMap.computeIfAbsent(i + "", integer -> new AtomicInteger(0));
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

单线程读取并统计 countMap:

     public static void splitLine(String lineData) {
            String[] arr = lineData.split(",");
            for (String str : arr) {
                if (StringUtils.isEmpty(str)) {
                    continue;
                }
                countMap.computeIfAbsent(str, s -> new AtomicInteger(0)).getAndIncrement();
            }
        }

通过比较找出年龄数最多的年龄并打印出来:

  private static void findMostAge() {
        Integer targetValue = 0;
        String targetKey = null;
        Iterator<Map.Entry<String, AtomicInteger>> entrySetIterator = countMap.entrySet().iterator();
        while (entrySetIterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, AtomicInteger> entry = entrySetIterator.next();
            Integer value = entry.getValue().get();
            String key = entry.getKey();
            if (value > targetValue) {
                targetValue = value;
                targetKey = key;
            }
        }
        System.out.println("数量最多的年龄为:" + targetKey + "数量为:" + targetValue);
    }

完整代码

package bigdata;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
 * @Desc:
 * @Author: bingbing
 * @Date: 2022/5/4 0004 19:19
 * 单线程处理
 */
public class HandleMaxRepeatProblem_v0 {
    public static final int start = 18;
    public static final int end = 70;
    public static final String dir = "D:\\dataDir";
    public static final String FILE_NAME = "D:\\ User.dat";
    /**
     * 统计数量
     */
    private static Map<String, AtomicInteger> countMap = new ConcurrentHashMap<>();
    /**
     * 开启消费的标志
     */
    private static volatile boolean startConsumer = false;
    /**
     * 消费者运行保证
     */
    private static volatile boolean consumerRunning = true;
    /**
     * 按照 "," 分割数据,并写入到countMap里
     */
    static class SplitData {
        public static void splitLine(String lineData) {
            String[] arr = lineData.split(",");
            for (String str : arr) {
                if (StringUtils.isEmpty(str)) {
                    continue;
                }
                countMap.computeIfAbsent(str, s -> new AtomicInteger(0)).getAndIncrement();
            }
        }
    }
    /**
     *  init map
     */
    static {
        File file = new File(dir);
        if (!file.exists()) {
            file.mkdir();
        }
        for (int i = start; i <= end; i++) {
            try {
                File subFile = new File(dir + "\\" + i + ".dat");
                if (!file.exists()) {
                    subFile.createNewFile();
                }
                countMap.computeIfAbsent(i + "", integer -> new AtomicInteger(0));
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                readData();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();
    }
    private static void readData() throws IOException {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(FILE_NAME), "utf-8"));
        String line;
        long start = System.currentTimeMillis();
        int count = 1;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            // 按行读取,并向map里写入数据
            SplitData.splitLine(line);
            if (count % 100 == 0) {
                System.out.println("读取100行,总耗时间: " + (System.currentTimeMillis() - start) / 1000 + " s");
                try {
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            count++;
        }
        findMostAge();
        br.close();
    }
    private static void findMostAge() {
        Integer targetValue = 0;
        String targetKey = null;
        Iterator<Map.Entry<String, AtomicInteger>> entrySetIterator = countMap.entrySet().iterator();
        while (entrySetIterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, AtomicInteger> entry = entrySetIterator.next();
            Integer value = entry.getValue().get();
            String key = entry.getKey();
            if (value > targetValue) {
                targetValue = value;
                targetKey = key;
            }
        }
        System.out.println("数量最多的年龄为:" + targetKey + "数量为:" + targetValue);
    }
    private static void clearTask() {
        // 清理,同时找出出现字符最大的数
        findMostAge();
        System.exit(-1);
    }
}

测试结果

总共花了 3 分钟读取完并统计完所有数据。

内存消耗为 2G-2.5G,CPU 利用率太低,只向上浮动了 20%-25% 之间。

要想提高 CPU 利用率,那么可以使用多线程去处理。

下面我们使用多线程去解决这个 CPU 利用率低的问题。

5.2 思路二:分治法

使用多线程去消费读取到的数据。 采用生产者、消费者模式去消费数据。

因为在读取的时候是 比较快的,单线程的数据处理能力比较差。因此思路一的性能阻塞在取数据的一方且又是同步操作,导致整个链路的性能会变的很差。

所谓分治法就是分而治之,也就是说将海量数据分割处理。 根据 CPU 的能力初始化 n 个线程,每一个线程去消费一个队列,这样线程在消费的时候不会出现抢占队列的问题。同时为了保证线程安全和生产者消费者模式的完整,采用阻塞队列。Java 中提供了 LinkedBlockingQueue 就是一个阻塞队列。

初始化阻塞队列

使用 LinkedList 创建一个阻塞队列列表:

    private static List<LinkedBlockingQueue<String>> blockQueueLists = new LinkedList<>();

在 static 块里初始化阻塞队列的数量和单个阻塞队列的容量为 256。

上面讲到了 30 亿数据大概 2500 行,按行塞到队列里。20 个队列,那么每个队列 125 个,因此可以容量可以设计为 256 即可。

    //每个队列容量为256
        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
            blockQueueLists.add(new LinkedBlockingQueue<>(256));
        }

生产者

为了实现负载的功能,首先定义一个 count 计数器,用来记录行数:

    private static AtomicLong count = new AtomicLong(0);

按照行数来计算队列的下标 long index=count.get()%threadNums 。

下面算法就实现了对队列列表中的队列进行轮询的投放:

   static class SplitData {

        public static void splitLine(String lineData) {
//            System.out.println(lineData.length());
            String[] arr = lineData.split("\n");
            for (String str : arr) {
                if (StringUtils.isEmpty(str)) {
                    continue;
                }
                long index = count.get() % threadNums;
                try {
                    // 如果满了就阻塞
                    blockQueueLists.get((int) index).put(str);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                count.getAndIncrement();

            }
        }

消费者

1) 队列线程私有化

消费方在启动线程的时候根据 index 去获取到指定的队列,这样就实现了队列的线程私有化。

    private static void startConsumer() throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException {
        //如果共用一个队列,那么线程不宜过多,容易出现抢占现象
        System.out.println("开始消费...");
        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
            final int index = i;
            // 每一个线程负责一个queue,这样不会出现线程抢占队列的情况。
            new Thread(() -> {
                while (consumerRunning) {
                    startConsumer = true;
                    try {
                        String str = blockQueueLists.get(index).take();
                        countNum(str);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }
    }

2) 多子线程分割字符串

由于从队列中多到的字符串非常的庞大,如果又是用单线程调用 split(",") 去分割,那么性能同样会阻塞在这个地方。

    // 按照arr的大小,运用多线程分割字符串
    private static void countNum(String str) {
        int[] arr = new int[2];
        arr[1] = str.length() / 3;
//        System.out.println("分割的字符串为start位置为:" + arr[0] + ",end位置为:" + arr[1]);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            final String innerStr = SplitData.splitStr(str, arr);
//            System.out.println("分割的字符串为start位置为:" + arr[0] + ",end位置为:" + arr[1]);
            new Thread(() -> {
                String[] strArray = innerStr.split(",");
                for (String s : strArray) {
                    countMap.computeIfAbsent(s, s1 -> new AtomicInteger(0)).getAndIncrement();
                }
            }).start();
        }
    }

3) 分割字符串算法

分割时从 0 开始,按照等分的原则,将字符串 n 等份,每一个线程分到一份。
用一个 arr 数组的 arr[0] 记录每次的分割开始位置。arr[1] 记录每次分割的结束位置,如果遇到的开始的字符不为 "," 那么就 startIndex-1。如果结束的位置不为 "," 那么将 endIndex 向后移一位。
如果 endIndex 超过了字符串的最大长度,那么就把最后一个字符赋值给 arr[1]。

        /**
         * 按照 x坐标 来分割 字符串,如果切到的字符不为“,”, 那么把坐标向前或者向后移动一位。
         *
         * @param line
         * @param arr  存放x1,x2坐标
         * @return
         */
        public static String splitStr(String line, int[] arr) {

            int startIndex = arr[0];
            int endIndex = arr[1];
            char start = line.charAt(startIndex);
            char end = line.charAt(endIndex);
            if ((startIndex == 0 || start == ',') && end == ',') {
                arr[0] = endIndex + 1;
                arr[1] = arr[0] + line.length() / 3;
                if (arr[1] >= line.length()) {
                    arr[1] = line.length() - 1;
                }
                return line.substring(startIndex, endIndex);
            }

            if (startIndex != 0 && start != ',') {
                startIndex = startIndex - 1;
            }

            if (end != ',') {
                endIndex = endIndex + 1;
            }

            arr[0] = startIndex;
            arr[1] = endIndex;
            if (arr[1] >= line.length()) {
                arr[1] = line.length() - 1;
            }
            return splitStr(line, arr);
        }

完整代码

package bigdata;

import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;

import java.io.*;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @Desc:
 * @Author: bingbing
 * @Date: 2022/5/4 0004 19:19
 * 多线程处理
 */
public class HandleMaxRepeatProblem {

    public static final int start = 18;
    public static final int end = 70;

    public static final String dir = "D:\\dataDir";

    public static final String FILE_NAME = "D:\\ User.dat";

    private static final int threadNums = 20;

    /**
     * key 为年龄,  value为所有的行列表,使用队列
     */
    private static Map<Integer, Vector<String>> valueMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /**
     * 存放数据的队列
     */
    private static List<LinkedBlockingQueue<String>> blockQueueLists = new LinkedList<>();

    /**
     * 统计数量
     */
    private static Map<String, AtomicInteger> countMap = new ConcurrentHashMap<>();

    private static Map<Integer, ReentrantLock> lockMap = new ConcurrentHashMap<>();

    // 队列负载均衡
    private static AtomicLong count = new AtomicLong(0);

    /**
     * 开启消费的标志
     */
    private static volatile boolean startConsumer = false;

    /**
     * 消费者运行保证
     */
    private static volatile boolean consumerRunning = true;

    /**
     * 按照 "," 分割数据,并写入到文件里
     */
    static class SplitData {

        public static void splitLine(String lineData) {
//            System.out.println(lineData.length());
            String[] arr = lineData.split("\n");
            for (String str : arr) {
                if (StringUtils.isEmpty(str)) {
                    continue;
                }
                long index = count.get() % threadNums;
                try {
                    // 如果满了就阻塞
                    blockQueueLists.get((int) index).put(str);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                count.getAndIncrement();

            }
        }

        /**
         * 按照 x坐标 来分割 字符串,如果切到的字符不为“,”, 那么把坐标向前或者向后移动一位。
         *
         * @param line
         * @param arr  存放x1,x2坐标
         * @return
         */
        public static String splitStr(String line, int[] arr) {

            int startIndex = arr[0];
            int endIndex = arr[1];
            char start = line.charAt(startIndex);
            char end = line.charAt(endIndex);
            if ((startIndex == 0 || start == ',') && end == ',') {
                arr[0] = endIndex + 1;
                arr[1] = arr[0] + line.length() / 3;
                if (arr[1] >= line.length()) {
                    arr[1] = line.length() - 1;
                }
                return line.substring(startIndex, endIndex);
            }

            if (startIndex != 0 && start != ',') {
                startIndex = startIndex - 1;
            }

            if (end != ',') {
                endIndex = endIndex + 1;
            }

            arr[0] = startIndex;
            arr[1] = endIndex;
            if (arr[1] >= line.length()) {
                arr[1] = line.length() - 1;
            }
            return splitStr(line, arr);
        }

        public static void splitLine0(String lineData) {
            String[] arr = lineData.split(",");
            for (String str : arr) {
                if (StringUtils.isEmpty(str)) {
                    continue;
                }
                int keyIndex = Integer.parseInt(str);
                ReentrantLock lock = lockMap.computeIfAbsent(keyIndex, lockMap -> new ReentrantLock());
                lock.lock();
                try {
                    valueMap.get(keyIndex).add(str);
                } finally {
                    lock.unlock();
                }

//                boolean wait = true;
//                for (; ; ) {
//                    if (!lockMap.get(Integer.parseInt(str)).isLocked()) {
//                        wait = false;
//                        valueMap.computeIfAbsent(Integer.parseInt(str), integer -> new Vector<>()).add(str);
//                    }
//                    // 当前阻塞,直到释放锁
//                    if (!wait) {
//                        break;
//                    }
//                }

            }
        }

    }

    /**
     *  init map
     */

    static {
        File file = new File(dir);
        if (!file.exists()) {
            file.mkdir();
        }

        //每个队列容量为256
        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
            blockQueueLists.add(new LinkedBlockingQueue<>(256));
        }

        for (int i = start; i <= end; i++) {
            try {
                File subFile = new File(dir + "\\" + i + ".dat");
                if (!file.exists()) {
                    subFile.createNewFile();
                }
                countMap.computeIfAbsent(i + "", integer -> new AtomicInteger(0));
//                lockMap.computeIfAbsent(i, lock -> new ReentrantLock());
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        new Thread(() -> {
            try {
                // 读取数据
                readData();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }).start();

        new Thread(() -> {
            try {
                // 开始消费
                startConsumer();
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            // 监控
            monitor();
        }).start();

    }

    /**
     * 每隔60s去检查栈是否为空
     */
    private static void monitor() {
        AtomicInteger emptyNum = new AtomicInteger(0);
        while (consumerRunning) {
            try {
                Thread.sleep(10 * 1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            if (startConsumer) {
                // 如果所有栈的大小都为0,那么终止进程
                AtomicInteger emptyCount = new AtomicInteger(0);
                for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
                    if (blockQueueLists.get(i).size() == 0) {
                        emptyCount.getAndIncrement();
                    }
                }
                if (emptyCount.get() == threadNums) {
                    emptyNum.getAndIncrement();
                    // 如果连续检查指定次数都为空,那么就停止消费
                    if (emptyNum.get() > 12) {
                        consumerRunning = false;
                        System.out.println("消费结束...");
                        try {
                            clearTask();
                        } catch (Exception e) {
                            System.out.println(e.getCause());
                        } finally {
                            System.exit(-1);
                        }
                    }
                }
            }

        }
    }

    private static void readData() throws IOException {

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(FILE_NAME), "utf-8"));
        String line;
        long start = System.currentTimeMillis();
        int count = 1;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            // 按行读取,并向队列写入数据
            SplitData.splitLine(line);
            if (count % 100 == 0) {
                System.out.println("读取100行,总耗时间: " + (System.currentTimeMillis() - start) / 1000 + " s");
                try {
                    Thread.sleep(1000L);
                    System.gc();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            count++;
        }

        br.close();
    }

    private static void clearTask() {
        // 清理,同时找出出现字符最大的数
        Integer targetValue = 0;
        String targetKey = null;
        Iterator<Map.Entry<String, AtomicInteger>> entrySetIterator = countMap.entrySet().iterator();
        while (entrySetIterator.hasNext()) {
            Map.Entry<String, AtomicInteger> entry = entrySetIterator.next();
            Integer value = entry.getValue().get();
            String key = entry.getKey();
            if (value > targetValue) {
                targetValue = value;
                targetKey = key;
            }
        }
        System.out.println("数量最多的年龄为:" + targetKey + "数量为:" + targetValue);
        System.exit(-1);
    }

    /**
     * 使用linkedBlockQueue
     *
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws UnsupportedEncodingException
     */
    private static void startConsumer() throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException {
        //如果共用一个队列,那么线程不宜过多,容易出现抢占现象
        System.out.println("开始消费...");
        for (int i = 0; i < threadNums; i++) {
            final int index = i;
            // 每一个线程负责一个queue,这样不会出现线程抢占队列的情况。
            new Thread(() -> {
                while (consumerRunning) {
                    startConsumer = true;
                    try {
                        String str = blockQueueLists.get(index).take();
                        countNum(str);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }

    }

    // 按照arr的大小,运用多线程分割字符串
    private static void countNum(String str) {
        int[] arr = new int[2];
        arr[1] = str.length() / 3;
//        System.out.println("分割的字符串为start位置为:" + arr[0] + ",end位置为:" + arr[1]);
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            final String innerStr = SplitData.splitStr(str, arr);
//            System.out.println("分割的字符串为start位置为:" + arr[0] + ",end位置为:" + arr[1]);
            new Thread(() -> {
                String[] strArray = innerStr.split(",");
                for (String s : strArray) {
                    countMap.computeIfAbsent(s, s1 -> new AtomicInteger(0)).getAndIncrement();
                }
            }).start();
        }
    }

    /**
     * 后台线程去消费map里数据写入到各个文件里, 如果不消费,那么会将内存程爆
     */
    private static void startConsumer0() throws FileNotFoundException, UnsupportedEncodingException {
        for (int i = start; i <= end; i++) {
            final int index = i;
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(dir + "\\" + i + ".dat", false), "utf-8"));
            new Thread(() -> {
                int miss = 0;
                int countIndex = 0;
                while (true) {
                    // 每隔100万打印一次
                    int count = countMap.get(index).get();
                    if (count > 1000000 * countIndex) {
                        System.out.println(index + "岁年龄的个数为:" + countMap.get(index).get());
                        countIndex += 1;
                    }
                    if (miss > 1000) {
                        // 终止线程
                        try {
                            Thread.currentThread().interrupt();
                            bw.close();
                        } catch (IOException e) {

                        }
                    }
                    if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
                        break;
                    }

                    Vector<String> lines = valueMap.computeIfAbsent(index, vector -> new Vector<>());
                    // 写入到文件里
                    try {

                        if (CollectionUtil.isEmpty(lines)) {
                            miss++;
                            Thread.sleep(1000);
                        } else {
                            // 100个一批
                            if (lines.size() < 1000) {
                                Thread.sleep(1000);
                                continue;
                            }
                            // 1000个的时候开始处理
                            ReentrantLock lock = lockMap.computeIfAbsent(index, lockIndex -> new ReentrantLock());
                            lock.lock();
                            try {
                                Iterator<String> iterator = lines.iterator();
                                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                                while (iterator.hasNext()) {
                                    sb.append(iterator.next());
                                    countMap.get(index).addAndGet(1);
                                }
                                try {
                                    bw.write(sb.toString());
                                    bw.flush();
                                } catch (IOException e) {
                                    e.printStackTrace();
                                }
                                // 清除掉vector
                                valueMap.put(index, new Vector<>());
                            } finally {
                                lock.unlock();
                            }

                        }
                    } catch (InterruptedException e) {

                    }
                }
            }).start();
        }

    }
}

测试结果

内存和 CPU 初始占用大小:

启动后,运行时内存稳定在 11.7G,CPU 稳定利用在 90% 以上。

总耗时由 180 秒缩减到 103 秒,效率提升 75%,得到的结果也与单线程处理的一致。

6. 遇到的问题

如果在运行了的时候,发现 GC 突然罢工不工作了,有可能是 JVM 的堆中存在的垃圾太多,没回收导致内存的突增。

解决方法

在读取一定数量后,可以让主线程暂停几秒,手动调用 GC。

到此这篇关于如何用 Java 几分钟处理完 30 亿个数据的文章就介绍到这了,更多相关Java 处理数据内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们!

(0)

相关推荐

  • java处理数据库不支持的emoji表情符问题解决

    一般数据库的编码是utf8,utf8是不支持存储表情符的,当存入的微信昵称带有表情符时就会出现乱码情况,有两种解决方法: 1.mysql数据库升级到5.5版本以上,utf8改为utf8mb4,utf8mb4的字符最多可以是4个字节,可以存储表情符,重启数据库服务器,这种方式有可能会失效; 2.在java代码里过滤掉表情符,简洁高效,下面是过滤掉表情符的工具类: import java.util.regex.Matcher; import java.util.regex.Pattern; publ

  • 用Java8 stream处理数据

    目录 1.stream处理数据介绍 2.Stream起步 3.Stream与Collection比较 1.stream处理数据介绍 如果没有集合Collection你如何处理数据?几乎所有的Java应用程序都要使用Collection处理数据.他们是十分重要的编程工作:例如,您可能想要创建银行交易的集合Collection,这个集合代表客户的状态.然后,你可能要处理整个集合来找出的顾客花了多少钱.尽管集合如此重要,但是在Java中处理集合的技术还远远不够完善. 首先,对集合的典型处理模式是类似S

  • ajax提交到java后台之后处理数据的实现

    环境:eclipse+struts 要实现的效果:点击按钮提交数据到后台之后回到前台显示出来数据 index.jsp <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8" pageEncoding="UTF-8"%> <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN&quo

  • 如何用Java 几分钟处理完 30 亿个数据(项目难题)

    目录 1. 场景说明 2. 模拟数据 3. 场景分析 4. 读取数据 5. 处理数据 5.1 思路一 完整代码 测试结果 5.2 思路二:分治法 初始化阻塞队列 生产者 消费者 1) 队列线程私有化 2) 多子线程分割字符串 3) 分割字符串算法 完整代码 测试结果 6. 遇到的问题 解决方法 1. 场景说明 现有一个 10G 文件的数据,里面包含了 18-70 之间的整数,分别表示 18-70 岁的人群数量统计.假设年龄范围分布均匀,分别表示系统中所有用户的年龄数,找出重复次数最多的那个数,现

  • 教你如何用Java替换Word中带有${}的内容

    一.概述 1.因为有些需求,需要把word文档里面的特定数据,设置成可变的:所以需要某种方式,把可变量用标签(如${变量名})替换,通过后端赋值此变量名,重新生成的Word就能根据后端设置的内容变化. 2.替换方法:准备一份word模板文档,如:word_mode.doc(或 word_mode.docx) 文件,把可变内容,用标签${变量名}替换(如图1姓名:${name}) 3.转成可读模板:全部设置完变量标签后,对此word文档进行另存为xml格式的文档(图2),保存后的文件名:word_

  • Java十分钟快速掌握Stream流

    1.什么是Stream流: Stream 是Java 8 提出的一个新概念,不是输入输出的 Stream 流 (和IO流其实没有任何关系哈),而是一种使用函数式编程方式在集合类上进行操作的工具.简而言之,是以内部迭代的方式处理集合数据的操作,内部迭代可以将更多的控制权交给集合类.Stream 和 Iterator 的功能类似,只是Iterator 是以外部迭代的形式处理集合数据的操作. 当然Stream也有自己特性: 不是一种数据结构,不会存数据,只是在原数据集上定义了一组操作 这些操作是惰性的

  • 如何用java实现分页查询

    1.基本思路 我现阶段的分页查询的实现是基于sql语句的. select * from user where id limit a, b 构造出相应的a和b就可以查询出想要的数据,在显示在页面上.重点是要构造出当前的页数,就要封装一个javaBean,存储有关分页的基本属性. 这样只需在service层计算想要的页数,并封装基本的信息,在查询出来显示在前端就可以了. 2.具体实现 1.定义JavaBean public @Data class PageBean<T> implements Se

  • 如何用Java实现排列组合算法

    需求 我们的数据表有多个维度,任意多个维度组合后进行 group by 可能会产生一些"奇妙"的反应,由于不确定怎么组合,就需要将所有的组合都列出来进行尝试. 抽象一下就是从一个集合中取出任意元素,形成唯一的组合.如[a,b,c]可组合为[a].[b].[c].[ab].[bc].[ac].[abc]. 要求如下: 组合内的元素数大于 0 小于等于 数组大小: 组合内不能有重复元素,如 [aab] 是不符合要求的组合: 组合内元素的位置随意,即 [ab] 和 [ba] 视为同一种组合:

  • Java十分钟入门多线程中篇

    目录 1.线程的调度: 1.设置优先级(Priority): 2.休眠(sleep) 3.强制运行(join) 4.礼让(yield) 2.定时器线程: 3.线程的同步: 举例说明: 我们知道飞机在天上飞行是有固定的航线(可以理解成线程),每个机场都有最大的运行负载能力,当运行情况超过了负载能力的时候,这就需要塔台调度参与,会根据每架飞机的优先级排序.当在航线的时候,如果出现紧急情况,会让其他飞机避让,让这架飞机优先级提高,先降落.这就是调度,计算机程序线程运行也是这样的. 1.线程的调度: 在

  • Java十分钟入门多线程上篇

    什么是多线程? 在学习前,我们先对程序.进程.线程.并行.并发有个基础的概念了解: 程序: 为完成指定任务,用编程语言编写的一组指令的集合,即指一段静态的代码,静态对象. 进程: 是程序的一次执行过程,是一个动态的过程,进程自身有产生.使用和消亡的过程.(也称为生命周期,在后面会介绍) 线程: 进程可进一步细化为线程,是一个程序内部的一条执行路径,也就是进程内有线程 并行: 指两个或者多个事件在同一时刻发生,(同时发生) 并发: 指两个或者多个事件在同一个时段内发生,(并不是同时发生) 更好的理

  • Java十分钟精通集合的使用与原理下篇

    List集合: ArrayList: 底层是数组结构,储存有序并且可以重复的对象 package SetTest; import java.util.ArrayList; import java.util.Collections; import java.util.List; public class ArrayListTest { public static void main(String[] args) { //创建ArrayList的对象 List<Integer> list = ne

  • Java十分钟精通内部类的使用

    内部类: 其实内部类顾名思义,就是类中类,一个类里面还有一个类. 内部类分为四种: 普通内部类 静态内部类 方法内部类 匿名内部类 我们一一去了解一下~~ A.普通内部类: 我们先通过代码去了解一下: package InternalClass; /** * 内部类 */ public class Car { public int a = 10; public int b = 20; //外部类的方法 public void method() { System.out.println("我是外部

  • Java十分钟精通多态与抽象类的使用与原理

    我们知道Java的三大特性:封装.继承.多态.前两个之前在Java入门(六)已经讲到,现在来讲多态这个特性. 什么是多态? 多态顾名思义即为多种形态的意思 Java中多态的含义: 发送消息给某个对象,让这个对象自行决定采用哪种行为响应这个消息 子类对象的引用赋值给父类引用变量来实现动态的方法调用 Java中形成多态的前提: 继承 父类方法的重写 向上转型 我对多态的解释: 比如我们,是人,也是学生,也是年轻人,我可以用人的身份去做事情,也可以用学生的身份去买学生票,也可以用年轻人的身份做公益,这

随机推荐