Scala Actor
1. 课程目标
1.1. 目标一：熟悉Scala Actor并发编程
1.2. 目标二：为学习Akka做准备
注：我们现在学的Scala Actor是scala 2.10.x版本及以前版本的Actor。
Scala在2.11.x版本中将Akka加入其中，作为其默认的Actor，老版本的Actor已经废弃
2. 什么是Scala Actor
2.1. 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。
2.2. 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
2.3. Actor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
2.4. 发送消息的方式
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!
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发送异步消息，没有返回值。
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!?
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发送同步消息，等待返回值。
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!!
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发送异步消息，返回值是 Future[Any]。
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3. Actor实战
3.1. 第一个例子
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package cn.itcast.actor
//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()
}
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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
3.2. 第二个例子（可以不断地接收消息）
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package cn.itcast.actor
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！")
}
}
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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
3.3. 第三个例子（react方式会复用线程，比receive更高效）
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package cn.itcast.actor
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！")
}
}
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说明： react 如果要反复执行消息处理，react外层要用loop，不能用while
3.4. 第四个例子（结合case class发送消息）
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package cn.itcast.actor
package cn.itcast.actor
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)
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4. 练习
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
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package cn.itcast.actor
import java.io.File
import scala.actors.{Actor, Future}
import scala.collection.mutable
import scala.io.Source
/**
* Created by ZX on 2016/4/4.
*/
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])
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