最近快过年了,来了一个紧急任务,加班加点的一周,终于上线了。也没多少时间去研究出去重复数据的算法,上一篇文章的算法,理论是可以的!但是由于我采用的行迭代的方式,JVM 会出现栈的深度溢出,我就换了一种方式,这里再次介绍给大家:
回顾一下题目:超过内存限制的URL,去除重复数据!
我的方法是根据hashCode 范围进行分组。比如文件A,假设有1亿行,A作为原始文件,然后循环读取每一行,根据hashCode 值分成两部分文件。初始我以int 的最大值和最小值为边界,0 作为分界线开始分,hashCode 大于0的放右边A-right,小于0的放一边,A-left
假设第一次分割成 A-right , A-left 两个 文件,范围分别是2^31-0 和 0-2^31,然后记录两个文件hashCode 的范围,作为下一次分割条件,然后继续判断A-right 和A-left 文件是否是内存范围,迭代此方法,直到分割成内存能够读取的文件A-N,然后读入内存进行除重复,追加进汇总文件。
这里临时画个图解释(图有点丑,谅解~。~):
这里我先临时写了一个生成文件的类,数据格式:www.+随即数字+.com 的形式
package com.file; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.Writer; import java.util.Random; /** * 生成内存不能一次读取的文件 * @author Ran * */ public class InitFiles { private final static String PREFIX = "www."; private final static String SUFFIX = ".com"; private final static Random RANDOM = new Random(); // 每一次写入的行数,方便监控 private final static int STRING_LINE_NUM = 1000*100*4; // 随即生成的数字 ,假设是网站地址 public static final int RANDOM_NUM = Integer.MAX_VALUE; // 缓冲区大小 static final int CACHE_SIZE = 1024*1024; // 生成文件的大小,这里就2G吧 static final long FILE_MAX_LENGTH = 1024*1024*1024*2l; // 记录总行数 static long file_lines = 0; public static void main(String[] args) { // 看看运行状态 printMem(); long begin = System.currentTimeMillis(); writeFile("bigDate.txt"); long result = System.currentTimeMillis()-begin; System.out.println("总行数"+file_lines); System.out.println("生成文件总时间:"+result+"毫秒"); } /** * 循环写入文件,这里临时写死,生成的大概是1G左右的文件 */ public static void writeFile(String fileName){ Writer writer = null; File file = null; // 停止标志 boolean isWrite = true; try { file = new File(fileName); writer = new BufferedWriter(new FileWriter(file),CACHE_SIZE); while(isWrite){ writer.write(initStr()); if(file.length() > FILE_MAX_LENGTH){ isWrite = false; } } } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally{ try { if(writer != null){ writer.flush(); writer.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } /** * 生成字符串,大量字符串 写入,会快一些 * @return */ public static String initStr(){ StringBuilder sb = new StringBuilder(1000000); int i = 0; // 默认10W行 一次写入 while(i<STRING_LINE_NUM){ sb.append(PREFIX); sb.append(getContext()); sb.append(SUFFIX); sb.append("\r\n"); i++; } file_lines += i; return sb.toString(); } /** * 生成随机数,作为网站中间地址 * 参数 自己调节,测试方便 * @return */ public static String getContext(){ String context = String.valueOf(RANDOM.nextInt(RANDOM_NUM)); return context; } /** * 每次写入时 信息 */ public static void printMem(){ print("已用内存:"+currRuntime.totalMemory()/1024/1024+" MB"); print("最大内存:"+currRuntime.maxMemory()/1024/1024+" MB"); print("可用内存:"+currRuntime.freeMemory()/1024/1024+" MB"); } /** * 方便我测试 是否打印,影响速度 * @param str */ public static void print(String str){ System.out.println(str); } }
生成2G 文件,我这里花了:
总行数:136800000 行
生成文件总时间:75812毫秒
下面是除去重复的类代码:
package com.files; import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWriter; import java.io.File; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.Reader; import java.io.Writer; import java.util.ArrayList; import java.util.HashMap; import java.util.List; import java.util.Map; public class PartFile { // 内存监控 final static Runtime currRuntime = Runtime.getRuntime (); // 最小的空闲空间,额,可以用来 智能控制,- -考虑到GC ,暂时没用 final static long MEMERY_LIMIT = 1024 * 1024 * 3; // 内存限制,我内存最多容纳的文件大小 static final long FILE_LIMIT_SIZE = 1024*1024*20; // 文件写入缓冲区 ,我默认1M static final int CACHE_SIZE = 1024*1024; // 默认文件后缀 static final String FILE_SUFFIX = ".txt"; // 临时分割的文件目录,可以删除~。~ static final String FILE_PREFIX = "test/"; // 汇总的文件名 static final String REQUST_FILE_NAME = "resultFile.txt"; // 存放大文件 引用,以及分割位置 static List<ChildFile> bigChildFiles = new ArrayList<ChildFile>(); // 存放小文件的,驱除重复数据 static Map<String,String> fileLinesMap = new HashMap<String,String>(10000); public static void main(String[] args) { long begin = System.currentTimeMillis(); new PartFile().partFile(new File("bigData.txt"), Integer.MAX_VALUE,Integer.MIN_VALUE); long result = System.currentTimeMillis()-begin; System.out.println("除去重复时间为:"+result +" 毫秒"); } // 按hashCode 范围分割 public void partFile(File origFile,long maxNum,long minNum) { String line = null; long hashCode = 0; long max_left_hashCode = 0; long min_left_hashCode = 0; long max_right_hashCode = 0; long min_right_hashCode = 0; BufferedWriter rightWriter = null; BufferedWriter leftWriter = null; BufferedReader reader = null; try { reader = new BufferedReader(new FileReader(origFile)); long midNum = (maxNum+minNum)/2; // 以文件hashCode 范围作为子文件名 File leftFile = new File(FILE_PREFIX+minNum+"_"+midNum+FILE_SUFFIX); File rightFile = new File(FILE_PREFIX+midNum +"_"+maxNum+FILE_SUFFIX); leftWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(leftFile),CACHE_SIZE); rightWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(rightFile),CACHE_SIZE); ChildFile leftChild = new ChildFile(leftFile); ChildFile rightChild = new ChildFile(rightFile); // 字符串 组合写入也行 // StringBuilder leftStr = new StringBuilder(100000); // StringBuilder rightStr = new StringBuilder(100000); // hashCode 的范围作为分割线 while ((line = reader.readLine()) != null) { hashCode = line.hashCode(); if (hashCode > midNum) { if(max_right_hashCode < hashCode || max_right_hashCode == 0){ max_right_hashCode = hashCode; }else if(min_right_hashCode > hashCode || min_right_hashCode == 0){ min_right_hashCode = hashCode; } // 按行写入缓存 writeToFile(rightWriter, line); }else { if(max_left_hashCode < hashCode || max_left_hashCode == 0){ max_left_hashCode = hashCode; }else if(min_left_hashCode > hashCode || min_left_hashCode == 0){ min_left_hashCode = hashCode; } writeToFile(leftWriter, line); } } // 保存子文件信息 leftChild.setHashCode(min_left_hashCode, max_left_hashCode); rightChild.setHashCode(min_right_hashCode, max_right_hashCode); closeWriter(rightWriter); closeWriter(leftWriter); closeReader(reader); // 删除原始文件,保留最原始的文件 if(!origFile.getName().equals("bigData.txt")){ origFile.delete(); } // 分析子文件信息,是否写入或者迭代 analyseChildFile(rightChild, leftChild); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } // 分析子文件信息 public void analyseChildFile(ChildFile rightChild,ChildFile leftChild){ // 将分割后 还是大于内存的文件保存 继续分割 File rightFile = rightChild.getChildFile(); if(isSurpassFileSize(rightFile)){ bigChildFiles.add(rightChild); }else if(rightFile.length()>0){ orderAndWriteToFiles(rightFile); } File leftFile = leftChild.getChildFile(); if(isSurpassFileSize(leftFile)){ bigChildFiles.add(leftChild); }else if(leftFile.length()>0){ orderAndWriteToFiles(leftFile); } // 未超出直接内存排序,写入文件,超出继续分割,从末尾开始,不易栈深度溢出 if(bigChildFiles.size() > 0 ){ ChildFile e = bigChildFiles.get(bigChildFiles.size()-1); bigChildFiles.remove(e); // 迭代分割 partFile(e.getChildFile(), e.getMaxHashCode(), e.getMinHashCode()); } } // 将小文件读到内存排序除重复 public void orderAndWriteToFiles(File file){ BufferedReader reader = null; String line = null; BufferedWriter totalWriter = null; StringBuilder sb = new StringBuilder(1000000); try { totalWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(REQUST_FILE_NAME,true),CACHE_SIZE); reader = new BufferedReader(new FileReader(file)); while((line = reader.readLine()) != null){ if(!fileLinesMap.containsKey(line)){ fileLinesMap.put(line, null); sb.append(line+"\r\n"); //totalWriter.write(line+"\r\n"); } } totalWriter.write(sb.toString()); fileLinesMap.clear(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); }finally{ closeReader(reader); closeWriter(totalWriter); // 删除子文件 file.delete(); } } // 判断该文件是否超过 内存限制 public boolean isSurpassFileSize(File file){ return FILE_LIMIT_SIZE < file.length(); } // 将数据写入文件 public void writeToFile(BufferedWriter writer, String writeInfo) { try { writer.write(writeInfo+"\r\n"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } // 关闭流 public void closeReader(Reader reader) { if (reader != null) { try { reader.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } // 关闭流 public void closeWriter(Writer writer) { if (writer != null) { try { writer.flush(); writer.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } // 内部类,记录子文件信息 class ChildFile{ // 文件 和 内容 hash 分布 File childFile; long maxHashCode; long minHashCode; public ChildFile(File childFile){ this.childFile = childFile; } public ChildFile(File childFile, long maxHashCode, long minHashCode) { super(); this.childFile = childFile; this.maxHashCode = maxHashCode; this.minHashCode = minHashCode; } public File getChildFile() { return childFile; } public void setChildFile(File childFile) { this.childFile = childFile; } public long getMaxHashCode() { return maxHashCode; } public void setMaxHashCode(long maxHashCode) { this.maxHashCode = maxHashCode; } public long getMinHashCode() { return minHashCode; } public void setMinHashCode(long minHashCode) { this.minHashCode = minHashCode; } public void setHashCode(long minHashCode,long maxHashCode){ this.setMaxHashCode(maxHashCode); this.setMinHashCode(minHashCode); } } }
除去重复时间为:1228984 毫秒,20 多分钟
我的老电脑,总内存小,JVM 才几十M,大一些应该会快。
方法分析:
1.采用hashCode 范围迭代分割的方式,可以分割成内存可以容纳的小文件,然后完成功能
2.我们发现每次迭代,相当于重复读取里面的文件,然后再进行分割,这样浪费了很多时间,那么有没有更好的方式呢? 我们可以这样设计,假设我们知道文件的总大小,已经大概的行数,比如2G,1亿行,我们一开始就分配区间,在分配完全均匀的情况下,1亿行数据,最多占用1亿个空间,那么可以这样分配,用hashCode 的范围,也就是Integer的最大值和最小值进行模拟分配。分配范围 根据内存进行,比如:读取第一行的的hashCode 值为100,那么,我们可以分配到1-1000000,(这里以100W 为单位),也就是说只要hashCode 范围在这个区间的都分配到这里,同理,读到任何一个hashCode 值,除以单位(100W),就能找到你的区间,比如hasCode 是 2345678,那么就是200W-300W的区间。这里有些区间可能空的,就删除了,有些区间很多,就用上面的迭代,空间足够 就直接写入汇总文件。当然区间单位的颗粒度划分,根据内存和数据总量 自己弄,这样下来就会一次读取 ,就能尽量的分配均匀,就不会大量迭代读取浪费时间了。
3.我们发现分割的时候是直接写入,没有进行任何排序或者其他操作,如果我们在分割的时候保存一部分到集合内存,发现有重复的,就不写入分割文件了,如果写入量超过集合限制了,就清空集合,这样能保证单个小文件 一次达到除重复的效果,大文件部分除重复,减少子文件的数据量,如果重复数据较多,可以采用,极端的情况下完全不重复,那么集合会浪费你的空间,并且除重复的时候会浪费你的时间,这里自己对数据进行整体考虑。
4.这里内存的控制是我测试进行控制,用JDK 的方法进行内存监控,因为涉及到回收频率 以及时间上的问题,我没有动态的对集合进行监控,占了多少内存,还剩多少内存等等,可以尝试。
小结:
1.首先很感谢Jason.Hao 的的帮助,主动去实践,才会发现一些理论和实践的差距,更加体会深刻。
2.在程序设计,以及一些异常控制上没多做处理,仅仅测试一下理论功能。
3.这是根据hashCode 范围分离的方法,如果有其他方法或者建议,欢迎大家共同实践哦
最后我的新书spring 到了,兴奋啊。关于《spring in action 》 我大概看了一下,主要是介绍spring 的一些使用技巧,和一些常用功能,也就是说教你如何使用,使用方便。
关于《spring 核心技术内幕》 里面主要对spring 的一些架构设计进行分析,包括bean 加载, Ioc,AOP等,也就是说能加深你对源码的一些理解,稍微深一点。记得还有一本关于 精通AOP的书名字忘记了,有好的,欢迎分享,推荐哦。
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