在Java中，似乎有不同的方式来读取和写入文件数据。
我想从一个文件读取ASCII数据。可能的方式和它们的区别是什么?
当前回答
我必须以不同的方式进行基准测试。我将对我的发现进行评论，但简而言之，最快的方法是在FileInputStream上使用普通的BufferedInputStream。如果必须读取许多文件，那么三个线程将使总执行时间减少大约一半，但是增加更多的线程将逐渐降低性能，直到使用20个线程完成的时间比仅使用一个线程完成的时间长3倍。
假设您必须读取文件并对其内容执行一些有意义的操作。在示例中，我们从日志中读取行，并计算包含超过一定阈值的行。因此，我假设一行Java 8 Files.lines(Paths.get("/path/to/file.txt"))。Map (line -> line.split(";"))不是一个选项。
我在Java 1.8、Windows 7以及SSD和HDD驱动器上进行了测试。
我写了六个不同的实现:
rawParse:在FileInputStream上使用BufferedInputStream，然后一个字节一个字节地读取切行。这优于任何其他单线程方法，但对于非ascii文件可能非常不方便。
lineReaderParse:在FileReader上使用BufferedReader，逐行读取，通过调用String.split()分割行。这比rawParse慢了大约20%。
linereaderparsepar列:这与lineReaderParse相同，但它使用几个线程。在所有情况下，这是最快的选择。
nioFilesParse:使用java.nio.files.Files.lines()
nioAsyncParse:使用带有完成处理程序和线程池的AsynchronousFileChannel。
nioMemoryMappedParse:使用内存映射文件。这确实是一个糟糕的想法，导致执行时间比任何其他实现都要长至少三倍。
这是在四核i7和SSD驱动器上读取204个4mb文件的平均时间。这些文件是动态生成的，以避免磁盘缓存。
rawParse 11.10 sec
lineReaderParse 13.86 sec
lineReaderParseParallel 6.00 sec
nioFilesParse 13.52 sec
nioAsyncParse 16.06 sec
nioMemoryMappedParse 37.68 sec
我发现在SSD或HDD驱动器上运行的差异比我预期的要小，SSD大约快15%。这可能是因为文件是在一个未分片的硬盘上生成的，并且它们是按顺序读取的，因此旋转驱动器可以像SSD一样执行。
我对nioAsyncParse实现的低性能感到惊讶。要么是我以错误的方式实现了某些东西，要么是使用NIO和完成处理程序的多线程实现与使用java的单线程实现执行相同(甚至更差)。io API。此外，使用CompletionHandler的异步解析代码行要比在旧流上直接实现的代码行长得多，而且要正确实现也比较棘手。
现在，这六个实现后面跟着一个包含它们的类，再加上一个可参数化的main()方法，该方法允许处理文件数量、文件大小和并发度。注意，文件的大小变化为正负20%。这是为了避免由于所有文件大小完全相同而造成的任何影响。
rawParse
public void rawParse(final String targetDir, final int numberOfFiles) throws IOException, ParseException {
overrunCount = 0;
final int dl = (int) ';';
StringBuffer lineBuffer = new StringBuffer(1024);
for (int f=0; f<numberOfFiles; f++) {
File fl = new File(targetDir+filenamePreffix+String.valueOf(f)+".txt");
FileInputStream fin = new FileInputStream(fl);
BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(fin);
int character;
while((character=bin.read())!=-1) {
if (character==dl) {
// Here is where something is done with each line
doSomethingWithRawLine(lineBuffer.toString());
lineBuffer.setLength(0);
}
else {
lineBuffer.append((char) character);
}
}
bin.close();
fin.close();
}
}
public final void doSomethingWithRawLine(String line) throws ParseException {
// What to do for each line
int fieldNumber = 0;
final int len = line.length();
StringBuffer fieldBuffer = new StringBuffer(256);
for (int charPos=0; charPos<len; charPos++) {
char c = line.charAt(charPos);
if (c==DL0) {
String fieldValue = fieldBuffer.toString();
if (fieldValue.length()>0) {
switch (fieldNumber) {
case 0:
Date dt = fmt.parse(fieldValue);
fieldNumber++;
break;
case 1:
double d = Double.parseDouble(fieldValue);
fieldNumber++;
break;
case 2:
int t = Integer.parseInt(fieldValue);
fieldNumber++;
break;
case 3:
if (fieldValue.equals("overrun"))
overrunCount++;
break;
}
}
fieldBuffer.setLength(0);
}
else {
fieldBuffer.append(c);
}
}
}
lineReaderParse
public void lineReaderParse(final String targetDir, final int numberOfFiles) throws IOException, ParseException {
String line;
for (int f=0; f<numberOfFiles; f++) {
File fl = new File(targetDir+filenamePreffix+String.valueOf(f)+".txt");
FileReader frd = new FileReader(fl);
BufferedReader brd = new BufferedReader(frd);
while ((line=brd.readLine())!=null)
doSomethingWithLine(line);
brd.close();
frd.close();
}
}
public final void doSomethingWithLine(String line) throws ParseException {
// Example of what to do for each line
String[] fields = line.split(";");
Date dt = fmt.parse(fields[0]);
double d = Double.parseDouble(fields[1]);
int t = Integer.parseInt(fields[2]);
if (fields[3].equals("overrun"))
overrunCount++;
}
lineReaderParseParallel
public void lineReaderParseParallel(final String targetDir, final int numberOfFiles, final int degreeOfParalelism) throws IOException, ParseException, InterruptedException {
Thread[] pool = new Thread[degreeOfParalelism];
int batchSize = numberOfFiles / degreeOfParalelism;
for (int b=0; b<degreeOfParalelism; b++) {
pool[b] = new LineReaderParseThread(targetDir, b*batchSize, b*batchSize+b*batchSize);
pool[b].start();
}
for (int b=0; b<degreeOfParalelism; b++)
pool[b].join();
}
class LineReaderParseThread extends Thread {
private String targetDir;
private int fileFrom;
private int fileTo;
private DateFormat fmt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
private int overrunCounter = 0;
public LineReaderParseThread(String targetDir, int fileFrom, int fileTo) {
this.targetDir = targetDir;
this.fileFrom = fileFrom;
this.fileTo = fileTo;
}
private void doSomethingWithTheLine(String line) throws ParseException {
String[] fields = line.split(DL);
Date dt = fmt.parse(fields[0]);
double d = Double.parseDouble(fields[1]);
int t = Integer.parseInt(fields[2]);
if (fields[3].equals("overrun"))
overrunCounter++;
}
@Override
public void run() {
String line;
for (int f=fileFrom; f<fileTo; f++) {
File fl = new File(targetDir+filenamePreffix+String.valueOf(f)+".txt");
try {
FileReader frd = new FileReader(fl);
BufferedReader brd = new BufferedReader(frd);
while ((line=brd.readLine())!=null) {
doSomethingWithTheLine(line);
}
brd.close();
frd.close();
} catch (IOException | ParseException ioe) { }
}
}
}
nioFilesParse
public void nioFilesParse(final String targetDir, final int numberOfFiles) throws IOException, ParseException {
for (int f=0; f<numberOfFiles; f++) {
Path ph = Paths.get(targetDir+filenamePreffix+String.valueOf(f)+".txt");
Consumer<String> action = new LineConsumer();
Stream<String> lines = Files.lines(ph);
lines.forEach(action);
lines.close();
}
}
class LineConsumer implements Consumer<String> {
@Override
public void accept(String line) {
// What to do for each line
String[] fields = line.split(DL);
if (fields.length>1) {
try {
Date dt = fmt.parse(fields[0]);
}
catch (ParseException e) {
}
double d = Double.parseDouble(fields[1]);
int t = Integer.parseInt(fields[2]);
if (fields[3].equals("overrun"))
overrunCount++;
}
}
}
nioAsyncParse
public void nioAsyncParse(final String targetDir, final int numberOfFiles, final int numberOfThreads, final int bufferSize) throws IOException, ParseException, InterruptedException {
ScheduledThreadPoolExecutor pool = new ScheduledThreadPoolExecutor(numberOfThreads);
ConcurrentLinkedQueue<ByteBuffer> byteBuffers = new ConcurrentLinkedQueue<ByteBuffer>();
for (int b=0; b<numberOfThreads; b++)
byteBuffers.add(ByteBuffer.allocate(bufferSize));
for (int f=0; f<numberOfFiles; f++) {
consumerThreads.acquire();
String fileName = targetDir+filenamePreffix+String.valueOf(f)+".txt";
AsynchronousFileChannel channel = AsynchronousFileChannel.open(Paths.get(fileName), EnumSet.of(StandardOpenOption.READ), pool);
BufferConsumer consumer = new BufferConsumer(byteBuffers, fileName, bufferSize);
channel.read(consumer.buffer(), 0l, channel, consumer);
}
consumerThreads.acquire(numberOfThreads);
}
class BufferConsumer implements CompletionHandler<Integer, AsynchronousFileChannel> {
private ConcurrentLinkedQueue<ByteBuffer> buffers;
private ByteBuffer bytes;
private String file;
private StringBuffer chars;
private int limit;
private long position;
private DateFormat frmt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public BufferConsumer(ConcurrentLinkedQueue<ByteBuffer> byteBuffers, String fileName, int bufferSize) {
buffers = byteBuffers;
bytes = buffers.poll();
if (bytes==null)
bytes = ByteBuffer.allocate(bufferSize);
file = fileName;
chars = new StringBuffer(bufferSize);
frmt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
limit = bufferSize;
position = 0l;
}
public ByteBuffer buffer() {
return bytes;
}
@Override
public synchronized void completed(Integer result, AsynchronousFileChannel channel) {
if (result!=-1) {
bytes.flip();
final int len = bytes.limit();
int i = 0;
try {
for (i = 0; i < len; i++) {
byte by = bytes.get();
if (by=='\n') {
// ***
// The code used to process the line goes here
chars.setLength(0);
}
else {
chars.append((char) by);
}
}
}
catch (Exception x) {
System.out.println(
"Caught exception " + x.getClass().getName() + " " + x.getMessage() +
" i=" + String.valueOf(i) + ", limit=" + String.valueOf(len) +
", position="+String.valueOf(position));
}
if (len==limit) {
bytes.clear();
position += len;
channel.read(bytes, position, channel, this);
}
else {
try {
channel.close();
}
catch (IOException e) {
}
consumerThreads.release();
bytes.clear();
buffers.add(bytes);
}
}
else {
try {
channel.close();
}
catch (IOException e) {
}
consumerThreads.release();
bytes.clear();
buffers.add(bytes);
}
}
@Override
public void failed(Throwable e, AsynchronousFileChannel channel) {
}
};
所有案例的完全可运行实现
https://github.com/sergiomt/javaiobenchmark/blob/master/FileReadBenchmark.java
其他回答
我编写的这段代码对于非常大的文件要快得多:
public String readDoc(File f) {
String text = "";
int read, N = 1024 * 1024;
char[] buffer = new char[N];
try {
FileReader fr = new FileReader(f);
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
while(true) {
read = br.read(buffer, 0, N);
text += new String(buffer, 0, read);
if(read < N) {
break;
}
}
} catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
return text;
}
如果您有一个大文件，您可以使用Apache Commons IO迭代处理该文件，而不会耗尽可用内存。
try (LineIterator it = FileUtils.lineIterator(theFile, "UTF-8")) {
while (it.hasNext()) {
String line = it.nextLine();
// do something with line
}
}
Java 11 Files.readString中引入了最直观的方法
import java.io.*;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
public class App {
public static void main(String args[]) throws IOException {
String content = Files.readString(Paths.get("D:\\sandbox\\mvn\\my-app\\my-app.iml"));
System.out.print(content);
}
}
PHP几十年来一直享有这种特权!☺
这基本上与Jesus Ramos的回答完全相同，除了使用File而不是FileReader加上迭代来逐级遍历文件的内容。
Scanner in = new Scanner(new File("filename.txt"));
while (in.hasNext()) { // Iterates each line in the file
String line = in.nextLine();
// Do something with line
}
in.close(); // Don't forget to close resource leaks
．.． 抛出FileNotFoundException
在Java中从文件中读取数据的最简单方法是使用file类读取文件，使用Scanner类读取文件的内容。
public static void main(String args[])throws Exception
{
File f = new File("input.txt");
takeInputIn2DArray(f);
}
public static void takeInputIn2DArray(File f) throws Exception
{
Scanner s = new Scanner(f);
int a[][] = new int[20][20];
for(int i=0; i<20; i++)
{
for(int j=0; j<20; j++)
{
a[i][j] = s.nextInt();
}
}
}
PS:别忘了导入java.util.*;扫描仪的工作。
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