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Java读取文件加锁代码Demo(利用Java的NIO)
阅读量:6295 次
发布时间:2019-06-22

本文共 9475 字,大约阅读时间需要 31 分钟。

本博文部分转载于: 

Java 提供了文件锁FileLock类,利用这个类可以控制不同程序(JVM)对同一文件的并发访问,实现进程间文件同步操作。

FileLock是Java 1.4 版本后出现的一个类,它可以通过对一个可写文件(w)加锁,保证同时只有一个进程可以拿到文件的锁,这个进程从而可以对文件做访问;而其它拿不到锁的进程要么选择被挂起等待,要么选择去做一些其它的事情, 这样的机制保证了众进程可以顺序访问该文件。也可以看出,能够利用文件锁的这种性质,在一些场景下,虽然我们不需要操作某个文件, 但也可以通过 FileLock 来进行并发控制,保证进程的顺序执行,避免数据错误。
“Locks are associated with files, not channels. Use locks to coordinate with external processes, not between threads in the same JVM.”
1. 概念
共享锁: 共享读操作,但只能一个写(读可以同时,但写不能)。共享锁防止其他正在运行的程序获得重复的独占锁,但是允许他们获得重复的共享锁。
独占锁: 只有一个读或一个写(读和写都不能同时)。独占锁防止其他程序获得任何类型的锁。

2. FileLock FileChannel.lock(long position, long size, boolean shared)

shared的含义:是否使用共享锁,一些不支持共享锁的操作系统,将自动将共享锁改成排它锁。可以通过调用isShared()方法来检测获得的是什么类型的锁。

3. lock()和tryLock()的区别:

lock()阻塞的方法,锁定范围可以随着文件的增大而增加。无参lock()默认为独占锁;有参lock(0L, Long.MAX_VALUE, true)为共享锁。
tryLock()非阻塞,当未获得锁时,返回null.

4. FileLock的生命周期:在调用FileLock.release(),或者Channel.close(),或者JVM关闭

5. FileLock是线程安全的

6. 注意事项:

同一进程内,在文件锁没有被释放之前,不可以再次获取。即在release()方法调用前,只能lock()或者tryLock()一次。
文件锁的效果是与操作系统相关的。一些系统中文件锁是强制性的,就当Java的某进程获得文件锁后,操作系统将保证其它进程无法对文件做操作了。而另一些操作系统的文件锁是询问式的(advisory),意思是说要想拥有进程互斥的效果,其它的进程也必须也按照API所规定的那样来申请或者检测文件锁,不然将起不到进程互斥的功能。所以文档里建议将所有系统都当做是询问式系统来处理,这样程序更加安全也更容易移植。
如何避免死锁:在读写关键数据时加锁,操作完成后解锁;一次性申请所有需要的资源,并且在申请不成功的情况下放弃已申请到的资源。

 

Java文件锁定一般都通过FileChannel来实现。主要涉及如下2个方法:

tryLock() throws IOException  试图获取对此通道的文件的独占锁定。
tryLock(long position, long size, boolean shared) throws IOException  试图获取对此通道的文件给定区域的锁定。
tryLock等同于tryLock(0L, Long.MAX_VALUE, false) ,它获取的是独占锁,所以一定是在释放锁之后,才能读取到文件内容。

1.写文件的时候加锁:

 Thread_writeFile.java

1 import java.io.File; 2 import java.io.IOException; 3 import java.io.RandomAccessFile; 4 import java.nio.channels.FileChannel; 5 import java.nio.channels.FileLock; 6 import java.util.Calendar; 7  8 public class Thread_writeFile extends Thread{ 9     public void run(){10         Calendar calstart=Calendar.getInstance();11         File file=new File("D:/test.txt");        12         try {13             if(!file.exists()){14                 file.createNewFile();15             }16             //对该文件加锁17             RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw");18             FileChannel fileChannel=randomAccessFile.getChannel();19             FileLock fileLock=null;20             while(true){  21                 try {22                     fileLock = fileChannel.tryLock();23                     break;24                 } catch (Exception e) {25                      System.out.println("有其他线程正在操作该文件,当前线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠1000毫秒"); 26                      sleep(1000);  27                 }28                 29             }30             for(int i=1;i<=1000;i++){31                 sleep(10);32                 StringBuffer sb=new StringBuffer();33                 sb.append("这是第"+i+"行对应的数据");34                 sb.append("\n");35                 randomAccessFile.write(sb.toString().getBytes("utf-8"));36             }37             fileLock.release();38             fileChannel.close();39             randomAccessFile.close();40             randomAccessFile=null;41         } catch (IOException e) {42             e.printStackTrace();43         } catch (InterruptedException e) {44             e.printStackTrace();45         }46         Calendar calend=Calendar.getInstance();47         System.out.println("线程:"+Thread.currentThread().getName()+",写文件共花了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"秒");48     }49 }

 测试类:Thread_writeTest

1 public class Thread_writeTest { 2  3     public static void main(String[] args) { 4         Thread_writeFile writeFileThread=new Thread_writeFile(); 5         writeFileThread.setName("writeFileThread"); 6         Thread_writeFile writeFileThread2=new Thread_writeFile();  7         writeFileThread2.setName("writeFileThread2"); 8         writeFileThread.start();   9         writeFileThread2.start();  10     }11 }

 运行结果:

有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒有其他线程正在操作该文件,当前线程writeFileThread休眠1000毫秒线程:writeFileThread2,写文件共花了10021秒线程:writeFileThread,写文件共花了21026秒

2.读取文件的时候加锁:

Thread_readFile.java

1 import java.io.File; 2 import java.io.FileNotFoundException; 3 import java.io.IOException; 4 import java.io.RandomAccessFile; 5 import java.nio.channels.FileChannel; 6 import java.nio.channels.FileLock; 7 import java.util.Calendar; 8  9 public class Thread_readFile extends Thread{  10     public void run(){  11         try {  12             Calendar calstart=Calendar.getInstance();  13             sleep(5000);  14             File file=new File("D:/test.txt");      15             //给该文件加锁  16             RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(file, "rw"); 17             FileChannel fileChannel=randomAccessFile.getChannel();  18             FileLock fileLock=null;  19             while(true){  20                 try {21                     fileLock = fileChannel.tryLock();22                     break;23                 } catch (Exception e) {24                      System.out.println("有其他线程正在操作该文件,当前线程"+Thread.currentThread().getName()+"休眠1000毫秒"); 25                      sleep(1000);  26                 }27             }  28             byte[] buf = new byte[1024];  29             StringBuffer sb=new StringBuffer();  30             while((randomAccessFile.read(buf))!=-1){                  31                 sb.append(new String(buf,"utf-8"));      32                 buf = new byte[1024];  33             }  34               35             System.out.println(sb.toString());  36               37             fileLock.release();  38             fileChannel.close();  39             randomAccessFile.close();  40             randomAccessFile=null;  41               42             Calendar calend=Calendar.getInstance();  43             System.out.println("当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+",读文件共花了"+(calend.getTimeInMillis()-calstart.getTimeInMillis())+"秒");  44         }catch (FileNotFoundException e) {  45             e.printStackTrace();  46         } catch (IOException e) {  47             e.printStackTrace();  48         } catch (InterruptedException e) {  49             e.printStackTrace();  50         }  51     }  52 }

 测试类:Thread_readTest.java

1 public class Thread_readTest { 2  3     public static void main(String[] args) { 4         Thread_readFile readFileThread=new Thread_readFile(); 5         readFileThread.setName("readFileThread"); 6         Thread_readFile writeFileThread2=new Thread_readFile();  7         writeFileThread2.setName("readFileThread2"); 8          9         readFileThread.start();  10         writeFileThread2.start();  11     }12 }

运行结果:

有其他线程正在操作该文件,当前线程readFileThread休眠1000毫秒这是第1行对应的数据这是第2行对应的数据当前线程:readFileThread2,读文件共花了5009秒这是第1行对应的数据这是第2行对应的数据当前线程:readFileThread,读文件共花了6009秒

 

//================================另外一个例子================================

1 import java.io.FileNotFoundException; 2 import java.io.FileOutputStream; 3 import java.io.IOException; 4 import java.io.RandomAccessFile; 5 import java.nio.ByteBuffer; 6 import java.nio.channels.FileChannel; 7 import java.nio.channels.FileLock; 8 import java.util.Date; 9 10 public class FileLockTest {11 12     public static void main(String[] args){13         FileChannel channel = null;14         FileLock lock = null;15         try {16             //1. 对于一个只读文件通过任意方式加锁时会报NonWritableChannelException异常17             //2. 无参lock()默认为独占锁,不会报NonReadableChannelException异常,因为独占就是为了写18             //3. 有参lock()为共享锁,所谓的共享也只能读共享,写是独占的,共享锁控制的代码只能是读操作,当有写冲突时会报NonWritableChannelException异常19             channel = new FileOutputStream("test.txt",true).getChannel();20             RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile("test.txt","rw");21 22             //在文件末尾追加内容的处理23             raf.seek(raf.length());24             channel = raf.getChannel();25 26             //获得锁方法一:lock(),阻塞的方法,当文件锁不可用时,当前进程会被挂起27             lock = channel.lock();//无参lock()为独占锁28             //lock = channel.lock(0L, Long.MAX_VALUE, true);//有参lock()为共享锁,有写操作会报异常29 30             //获得锁方法二:trylock(),非阻塞的方法,当文件锁不可用时,tryLock()会得到null值31             //do {32             //  lock = channel.tryLock();33             //} while (null == lock);34 35             //互斥操作36             ByteBuffer sendBuffer=ByteBuffer.wrap((new Date()+" 写入\n").getBytes());37             channel.write(sendBuffer);38             Thread.sleep(5000);39         } catch (FileNotFoundException e) {40             e.printStackTrace();41         } catch (IOException e) {42             e.printStackTrace();43         } catch (InterruptedException e) {44             e.printStackTrace();45         } finally {46             if (lock != null) {47                 try {48                     lock.release();49                     lock = null;50                 } catch (IOException e) {51                     e.printStackTrace();52                 }53             }54 55             if (channel != null) {56                 try {57                     channel.close();58                     channel = null;59                 } catch (IOException e) {60                     e.printStackTrace();61                 }62             }63         }64     }65 }

 推荐一个帖子:

关于JavaNIO的总结还可以看我的博客:

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