Scala入門到精通——第二十六節 Scala并發程式設計基礎

作者：搖擺少年夢

scala并發程式設計簡介

scala actor并發程式設計模型

react模型

actor的幾種狀态

actor深入使用解析

在java中，要編寫一個線程安全的程式并不是一件易事，例如：

上面這段java代碼雖然方法前面加了synchronized ，但它仍然不是線程安全的，例如，在執行下面兩個語句

時，有可能account.incrementbalance()執行完成後，其它線程可能會擷取對象的鎖，修改account的balance，進而造成得不到預期結果的問題。解決問題的方法是将兩個功能結合起來形成一個方法：

但這可能并不是我們想要的，每次擷取balance都要将balance增加， 這顯然與實際不符。除此之外，java中的并發程式設計可能還會經常遇到死鎖問題，而這個問題往往難調試，問題可能會随機性的出現。總體上來看，java的并發程式設計模型相對較複雜，難以駕馭。

scala很好地解決了java并發程式設計的問題，要在scala中進行并發程式設計，有以下幾種途徑可以實作：

1 actor消息模型、akka actor并發模型。

2 thread、runnable

3 java.util.concurennt

4 第三方開源并發架構如netty，mina

在上述四種途徑當中，利用 actor消息模型、akka actor并發模型是scala并發程式設計的首先，本節主要介紹actor消息模型，akka actor并發模型我們将放在後面的章節中介紹。

在scala中，通過不變對象來實作線程安全，涉及到修改對象狀态時，則建立一個新的對象來實作，如：

通過不變對象實作并發程式設計，可以簡化程式設計模型，使并發程式更容易現實和控制。

java中的并發主要是通過線程來實作，各線程采用共享資源的機制來實作程式的并發，這裡面臨競争資源的問題，雖然采用鎖機制可以避免競争資源的問題，但會存在死鎖問題，要開發一套健壯的并發應用程式具有一定的難度。而scala的并發模型相比于java它更簡單，它采用消息傳遞而非資源共享來實作程式的并發，消息傳遞正是通過actor來實作的。下面的代碼給出了actor使用示例

下面給的是recieve方法的部分源代碼

從上述代碼中不能看出，receive方法接受的參數是一個偏函數，并且是通過mailbox來實作消息的發送與接收。

在前述的class actordemo中，receive方法的參數為

該代碼塊在執行時被轉換為一個partialfunction[any, r]的偏函數，其中r是偏函數的傳回類型，對應case 語句=> 右邊的部分，在本例子中r是unit類型，而any對應的則對應case語句的模式部分。

前面給的是通過extends actor的方式來建立一個actor類，其實scala.actors.actor中提供了一個actor工具方法，可以非常友善地直接建立actor對象如：

上述代碼建立的actor對象無需調用start方法，對象建立完成後會立即執行。

scala中本地線程也可用作actor，下面的代碼示範了如何在repl指令行中将本地線程當作actor；

上述代碼中，如果發送的消息不是string類型的，線程将被阻塞，為避免這個問題，可以采用receivewithin方法，

scala中的actor也是建構在java線程基礎之上的，前面在使用actor時都是通過建立actor對象，然後再調用act方法來啟動actor。我們知道，java中線程的建立、銷毀及線程間的切換是比較耗時的，是以實際中盡量避免頻繁的線程建立、銷毀和銷毀。scala中提供react方法，在方法執行結束後，線程仍然被保留。下面的代碼示範了react方法的使用：

從上述代碼中可以看到，通過在react方法執行結束時加入act方法，方法執行完成後沒有被銷毀，而是繼續試圖從郵箱中擷取資訊，擷取不到則等待。

actor有下列幾種狀态：

初始狀态（new），actor對象被建立，但還沒有啟動即沒有執行start方法時的狀态

執行狀态（runnable），正在執行時的狀态

挂起狀态（suspended），在react方法中等待時的狀态

時間點挂起狀态（timedsuspended），挂起狀态的一種特殊形式，reactwithin方法中的等待時的狀态

阻塞狀态（blocked），在receive方法中阻塞等待時的狀态

時間點阻塞狀态（timedblocked），在receivewithin方法中阻塞等待時的狀态

結束狀态（terminated），執行完成後被銷毀

1 receive方法單次執行：

上述代碼隻會輸出：

i won’t do it for less than $1 million!

即後面發送的消息如：

badactor ! speak(“do ya feel lucky, punk?”)

badactor ! gesture(“face”, “grimaces”)

badactor ! speak(“well, do ya?”)

不會被處理。這是因為receive方法的單次執行問題。

2 能夠處理多個消息的receive方法：

3 actor後面實作原理仍然是線程的證據

執行結果如下：

從上述執行結果可以看到,actor最終的實作仍然是線程，隻不過它提供的程式設計模型與java中的程式設計模型不一樣而已。

4 利用!?發送同步消息，等待傳回值

代碼執行結果：

通過上述代碼執行結果可以看到，！？因為是同步消息，發送完傳回結果後才會接着發送下一條消息。

5 spawn方法發送消息

6 !! 發送異步消息，傳回值是 future[any]

執行結果：

通過上述代碼的執行結果可以看到，!!的消息發送是異步的，消息發送後無需等待結果傳回便執行下一條語句，但如果要擷取異步消息的傳回值，如：

則執行到這兩條語句的時候，程式先被阻塞，等獲得結果之後再發送其它的異步消息。

7 loop方法實作react

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