scala之actor编程

一、什么是actor

1.1概念

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。

详细的Actor原理可以参考博客：https://www.iteblog.com/archives/1154.html

1.2传统java并发编程与Scala Actor编程的区别

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。

1.3actor的执行顺序

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

1.4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]。

二、Actor实战

2.1第一个例子

//注意导包是scala.actors.Actorimport scala.actors.Actorobject 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()}

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，相同与在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

2.2第二个例子（可以不断地接收消息）

import scala.actors.Actor/**  * Created by ZX on 2016/4/4.  */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！")  }}

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

2.3第三个例子（react方式会复用线程，比receive更高效）

关于线程池和线程复用的知识（包括的有关于java的API），可以参考博客：http://www.cnblogs.com/ten951/p/6212214.html

import scala.actors.Actor/**  * Created by ZX on 2016/4/4.  */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！")  }}

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

2.4第四个例子（结合case class发送消息）

import scala.actors.Actorclass 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)

2.5实例

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

import scala.actors.{Actor, Future}import scala.collection.mutable.{HashSet, ListBuffer}import scala.io.Source/**  *  */class Task extends Actor {  override def act(): Unit = {    loop {      react {        case SubmitTask(filename) => {          val result = Source.fromFile(filename).getLines().flatMap(_.split(" ")).map((_, 1)).toList.groupBy(_._1).mapValues(_.size)          sender ! ResultTask(result)        }        case StopTask => {          exit()        }      }    }  }}case class SubmitTask(filename: String)case class ResultTask(reslut : Map[String, Int])case object StopTaskobject ActorWordCount {  def main(args: Array[String]) {    val replySet = new HashSet[Future[Any]]()    val resultList = new ListBuffer[ResultTask]()    val files = Array[String]("c://words.txt", "c://words.log")    for (f <- files) {      val actor = new Task      val reply = actor.start() !! SubmitTask(f)      replySet += reply    }    while(replySet.size > 0) {      val toCompute = replySet.filter(_.isSet)      for(f <- toCompute) {        val result = f().asInstanceOf[ResultTask]        resultList += result        replySet -= f      }      Thread.sleep(100)    }    //汇总的功能    //List((hello, 5), (tom,3), (helllo, 2), (jerry, 2))    val fr = resultList.flatMap(_.reslut).groupBy(_._1).mapValues(_.foldLeft(0)(_+_._2))    println(fr)  }}