学习scala的那五天__第四天

周日啊,偷完懒,充充电吧...
4.Scala Actor
   4.1概念--什么是Scala Actor
Scala中的Actor能够实现并行编程的强大功能，它是基于事件模型的并发机制，Scala是运用消息（message）的发送、接收来实现多线程的。使用Scala能够更容易地实现多线程应用的开发。
4.2传统java并发编程与Scala Actor编程的区别

Java内置编程模型	Scala actor模型
"共享数据-锁"模型(share data and lock)	share nothing
每个object有一个monitor,监视多线程对共享数据的访问	不共享数据,actor之间通过message通讯
加锁的代码段用synchronized标识
死锁问题
每个线程内部是顺序执行的	每个actor内部是顺序执行的

对于Java，我们都知道它的多线程实现需要对共享资源（变量、对象等）使用synchronized 关键字进行代码块同步、对象锁互斥等等。而且，常常一大块的try…catch语句块中加上wait方法、notify方法、notifyAll方法是让人很头疼的。原因就在于Java中多数使用的是可变状态的对象资源，对这些资源进行共享来实现多线程编程的话，控制好资源竞争与防止对象状态被意外修改是非常重要的，而对象状态的不变性也是较难以保证的。 而在Scala中，我们可以通过复制不可变状态的资源（即对象，Scala中一切都是对象，连函数、方法也是）的一个副本，再基于Actor的消息发送、接收机制进行并行编程。

4.3Actor方法执行顺序

1.首先调用start()方法启动Actor

2.调用start()方法后其act()方法会被执行

3.向Actor发送消息

4.4发送消息的方式

!	发送异步消息，没有返回值。
!?	发送同步消息，等待返回值。
!!	发送异步消息，返回值是 Future[Any]。

4.5Actor实战
4.5.1咀第一个例子
[mw_shl_code=scala,true]
//注意导包是scala.actors.Actor
import scala.actors.Actor

object MyActor1 extends Actor{
  //重新act方法
  def act(){
    for(i <- 1 to 10){
      println("actor-1 " + i)
      Thread.sleep(2000)
    }
  }
}

object MyActor2 extends Actor{
  //重新act方法
  def act(){
    for(i <- 1 to 10){
      println("actor-2 " + i)
      Thread.sleep(2000)
    }
  }
}

object ActorTest extends App{
  //启动Actor
  MyActor1.start()
  MyActor2.start()
}
[/mw_shl_code]

说明：上面分别调用了两个单例对象的start()方法，他们的act()方法会被执行，相当于在java中开启了两个线程，线程的run()方法会被执行

注意：这两个Actor是并行执行的，act()方法中的for循环执行完成后actor程序就退出了

  4.5.2咀第二个例子(可以不间断的接收消息)

  [mw_shl_code=scala,true]

import scala.actors.Actor

class MyActor extends Actor {

  override def act(): Unit = {
    while (true) {
      receive {
        case "start" => {
          println("starting ...")
          Thread.sleep(5000)
          println("started")
        }
        case "stop" => {
          println("stopping ...")
          Thread.sleep(5000)
          println("stopped ...")
        }
      }
    }
  }
}

object MyActor {
  def main(args: Array[String]) {
    val actor = new MyActor
    actor.start()
    actor ! "start"
    actor ! "stop"
    println("消息发送完成！")
  }
}
[/mw_shl_code]
说明：在act()方法中加入了while (true) 循环，就可以不停的接收消息

注意：发送start消息和stop的消息是异步的，但是Actor接收到消息执行的过程是同步的按顺序执行

  4.5.3咀第三个例子(react方式会复用线程,比receive更高效)

  [mw_shl_code=scala,true]

import scala.actors.Actor

class YourActor extends Actor {

  override def act(): Unit = {
    loop {
      react {
        case "start" => {
          println("starting ...")
          Thread.sleep(5000)
          println("started")
        }
        case "stop" => {
          println("stopping ...")
          Thread.sleep(8000)
          println("stopped ...")
        }
      }
    }
  }
}


object YourActor {
  def main(args: Array[String]) {
    val actor = new YourActor
    actor.start()
    actor ! "start"
    actor ! "stop"
    println("消息发送完成！")
  }
}
[/mw_shl_code]

说明： react 如果要反复执行消息处理，react外层要用loop，不能用while

  4.5.4咀第四个例子(结合case class发送消息)

  [mw_shl_code=scala,true]

import scala.actors.Actor

class AppleActor extends Actor {

  def act(): Unit = {
    while (true) {
      receive {
        case "start" => println("starting ...")
        case SyncMsg(id, msg) => {
          println(id + ",sync " + msg)
          Thread.sleep(5000)
          sender ! ReplyMsg(3,"finished")
        }
        case AsyncMsg(id, msg) => {
          println(id + ",async " + msg)
          Thread.sleep(5000)
        }
      }
    }
  }
}

object AppleActor {
  def main(args: Array[String]) {
    val a = new AppleActor
    a.start()
    //异步消息
    a ! AsyncMsg(1, "hello actor")
    println("异步消息发送完成")
    //同步消息
    //val content = a.!?(1000, SyncMsg(2, "hello actor"))
    //println(content)
    val reply = a !! SyncMsg(2, "hello actor")
    println(reply.isSet)
    //println("123")
    val c = reply.apply()
    println(reply.isSet)
    println(c)
  }
}
case class SyncMsg(id : Int, msg: String)
case class AsyncMsg(id : Int, msg: String)
case class ReplyMsg(id : Int, msg: String)
[/mw_shl_code]

  4.5.5小栗子

用actor并发编程写一个单机版的WorldCount，将多个文件作为输入，计算完成后将多个任务汇总，得到最终的结果

[mw_shl_code=scala,true]

import java.io.File

import scala.actors.{Actor, Future}
import scala.collection.mutable
import scala.io.Source

class Task extends Actor {

  override def act(): Unit = {
    loop {
      react {
        case SubmitTask(fileName) => {
          val contents = Source.fromFile(new File(fileName)).mkString
          val arr = contents.split("\r\n")
          val result = arr.flatMap(_.split(" ")).map((_, 1)).groupBy(_._1).mapValues(_.length)
          //val result = arr.flatMap(_.split(" ")).map((_, 1)).groupBy(_._1).mapValues(_.foldLeft(0)(_ + _._2))
          sender ! ResultTask(result)
        }
        case StopTask => {
          exit()
        }
      }
    }
  }
}

object WorkCount {
  def main(args: Array[String]) {
    val files = Array("c://words.txt", "c://words.log")

    val replaySet = new mutable.HashSet[Future[Any]]
    val resultList = new mutable.ListBuffer[ResultTask]

    for(f <- files) {
      val t = new Task
      val replay = t.start() !! SubmitTask(f)
      replaySet += replay
    }

    while(replaySet.size > 0){
      val toCumpute = replaySet.filter(_.isSet)
      for(r <- toCumpute){
        val result = r.apply()
        resultList += result.asInstanceOf[ResultTask]
        replaySet.remove(r)
      }
      Thread.sleep(100)
    }
    val finalResult = resultList.map(_.result).flatten.groupBy(_._1).mapValues(x => x.foldLeft(0)(_ + _._2))
    println(finalResult)
  }
}

case class SubmitTask(fileName: String)
case object StopTask
case class ResultTask(result: Map[String, Int])
[/mw_shl_code]

老张爱喝茶，废话不说，煮开水。出场人物：老张，水壶两把（普通水壶，简称水壶；会响的水壶，简称响水壶）。
1 老张把水壶放到火上，立等水开。（同步阻塞）
老张觉得自己有点傻
2 老张把水壶放到火上，去客厅看电视，时不时去厨房看看水开没有。（同步非阻塞）
老张还是觉得自己有点傻，于是变高端了，买了把会响笛的那种水壶。水开之后，能大声发出嘀~~~~的噪音。
3 老张把响水壶放到火上，立等水开。（异步阻塞）
老张觉得这样傻等意义不大
4 老张把响水壶放到火上，去客厅看电视，水壶响之前不再去看它了，响了再去拿壶。（异步非阻塞）
老张觉得自己聪明了。
所谓同步异步，只是对于水壶而言。普通水壶，同步；响水壶，异步。虽然都能干活，但响水壶可以在自己完工之后，提示老张水开了。这是普通水壶所不能及的。同步只能让调用者去轮询自己（情况2中），造成老张效率的低下。所谓阻塞非阻塞，仅仅对于老张而言。立等的老张，阻塞；看电视的老张，非阻塞。情况1和情况3中老张就是阻塞的，媳妇喊他都不知道。虽然3中响水壶是异步的，可对于立等的老张没有太大的意义。所以一般异步是配合非阻塞使用的，这样才能发挥异步的效用。——来源网络，作者不明。