第二十六节 Scala并发编程基础

作者:摇摆少年梦 视频地址:

本节主要内容1. Scala并发编程简介

2003 年,Herb Sutter 在他的文章 “The Free Lunch Is Over” 中揭露了行业中最不可告人的一个小秘密,他明确论证了处理器在速度上的发展已经走到了尽头,并且将由全新的单芯片上的并行 “内核”(虚拟 CPU)所取代。这一发现对编程社区造成了不小的冲击,因为正确创建线程安全的代码,在理论而非实践中,始终会提高高性能开发人员的身价,而让各公司难以聘用他们。看上去,仅有少数人充分理解了 Java 的线程模型、并发 API 以及 “同步” 的含义,以便能够编写同时提供安全性和吞吐量的代码 —— 并且大多数人已经明白了它的困难所在(来源:)。

在Java中,要编写一个线程安全的程序并不是一件易事,例如:

class Account {private int balance;() {return balance;}() {balance++;} }

上面这段java代码虽然方法前面加了synchronized ,但它仍然不是线程安全的,例如,在执行下面两个语句

account.incrementBalance(); account.getBalance();

时,有可能account.incrementBalance()执行完成后,其它线程可能会获取对象的锁,修改account的balance,从而造成得不到预期结果的问题。解决问题的方法是将两个功能结合起来形成一个方法:

() {balance++;return balance; }

但这可能并不是我们想要的,每次获取balance都要将balance增加, 这显然与实际不符。除此之外,java中的并发编程可能还会经常遇到死锁问题,而这个问题往往难调试,问题可能会随机性的出现。总体上来看,java的并发编程模型相对较复杂,难以驾驭。

Scala很好地解决了java并发编程的问题,要在scala中进行并发编程,有以下几种途径可以实现: 1 actor消息模型、akka actor并发模型。

2 Thread、Runnable

3 java.util.concurennt

4 第三方开源并发框架如Netty,Mina

在上述四种途径当中,利用 actor消息模型、akka actor并发模型是scala并发编程的首先,本节主要介绍actor消息模型,akka actor并发模型我们将放在后面的章节中介绍。 在scala中,通过不变对象来实现线程安全,涉及到修改对象状态时,则创建一个新的对象来实现,如:

{def getAge() = age} increment(person: Person): Person{new Person(Person.getAge() + 1)} }

通过不变对象实现并发编程,可以简化编程模型,使并发程序更容易现实和控制。

2.Scala Actor并发编程模型

java中的并发主要是通过线程来实现,各线程采用共享资源的机制来实现程序的并发,,这里面临竞争资源的问题,虽然采用锁机制可以避免竞争资源的问题,但会存在死锁问题,要开发一套健壮的并发应用程序具有一定的难度。而scala的并发模型相比于java它更简单,它采用消息传递而非资源共享来实现程序的并发,消息传递正是通过Actor来实现的。下面的代码给出了Actor使用示例

{ //实现 act()方法 def act(){while(true){receive{case “actorDemo” => println(“receive….ActorDemo”)}} }}{ val actor=new ActorDemo //启动创建的actor actor.start() //主线程发送消息给actor actor!”actorDemo”}

下面给的是recieve方法的部分源代码

def receive[R](f: PartialFunction[Any, R]): R = {assert(Actor.self(scheduler) == this, “receive from channel belonging to other actor”)synchronized {if (shouldExit) exit() // linksdrainSendBuffer(mailbox)}var done = falsewhile (!done) {val qel = mailbox.extractFirst((m: Any, replyTo: OutputChannel[Any]) => {senders = replyTo :: sendersval matches = f.isDefinedAt(m)senders = senders.tailmatches})…………….

从上述代码中不能看出,receive方法接受的参数是一个偏函数,并且是通过mailbox来实现消息的发送与接收。

在前述的class ActorDemo中,receive方法的参数为

{case “actorDemo” => println(“receive….ActorDemo”)}

该代码块在执行时被转换为一个PartialFunction[Any, R]的偏函数,其中R是偏函数的返回类型,对应case 语句=> 右边的部分,在本例子中R是Unit类型,而Any对应的则对应case语句的模式部分。

前面给的是通过extends Actor的方式来创建一个Actor类,其实scala.actors.Actor中提供了一个actor工具方法,可以非常方便地直接创建Actor对象如:

import scala.actors.Actor._{ //通过工具方法actor直接创建Actor对象 val methodActor = actor {for (i <- 1 to 5)println(“That is the question.”)Thread.sleep(1000) }}

上述代码创建的actor对象无需调用start方法,对象创建完成后会立即执行。

scala中本地线程也可用作Actor,下面的代码演示了如何在REPL命令行中将本地线程当作Actor;

scala> import scala.actors.Actor._import scala.actors.Actor._//self引用本地线程,并发送消息scalascalareceive { case x:String => x }res1: String = hello

上述代码中,如果发送的消息不是String类型的,线程将被阻塞,为避免这个问题,可以采用receiveWithin方法,

scala> self ! 123scala> self.receiveWithin(1000) { case x => x }res6: Any = 123scala> self.receiveWithin(1000) { case x => x }res7: Any = TIMEOUT3. react模型不知道来年,会不会开出一地的记忆和忧愁。

第二十六节 Scala并发编程基础

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