java parallelstream_关于Java8 parallelStream并发安全的深入讲解
背景
Java8的stream接口極大地減少了for循環寫法的復雜性，stream提供了map/reduce/collect等一系列聚合接口，還支持并發操作：parallelStream。
在爬蟲開發過程中，經常會遇到遍歷一個很大的集合做重復的操作，這時候如果使用串行執行會相當耗時，因此一般會采用多線程來提速。Java8的paralleStream用fork/join框架提供了并發執行能力。但是如果使用不當，很容易陷入誤區。
Java8的paralleStream是線程安全的嗎
一個簡單的例子,在下面的代碼中采用stream的forEach接口對1-10000進行遍歷，分別插入到3個ArrayList中。其中對第一個list的插入采用串行遍歷，第二個使用paralleStream，第三個使用paralleStream的同時用ReentryLock對插入列表操作進行同步：
private static List list1 = new ArrayList<>();
private static List list2 = new ArrayList<>();
private static List list3 = new ArrayList<>();
private static Lock lock = new ReentrantLock();
public static void main(String[] args) {
IntStream.range(0, 10000).forEach(list1::add);
IntStream.range(0, 10000).parallel().forEach(list2::add);
IntStream.range(0, 10000).forEach(i -> {
lock.lock();
try {
list3.add(i);
}finally {
lock.unlock();
}
});
System.out.println("串行執行的大小：" + list1.size());
System.out.println("并行執行的大小：" + list2.size());
System.out.println("加鎖并行執行的大小：" + list3.size());
}
執行結果：
串行執行的大小：10000
并行執行的大小：9595
加鎖并行執行的大小：10000
并且每次的結果中并行執行的大小不一致，而串行和加鎖后的結果一直都是正確結果。顯而易見，stream.parallel.forEach()中執行的操作并非線程安全。
那么既然paralleStream不是線程安全的，是不是在其中的進行的非原子操作都要加鎖呢？我在stackOverflow上找到了答案：
https://codereview.stackexchange.com/questions/60401/using-java-8-parallel-streams
https://stackoverflow.com/questions/22350288/parallel-streams-collectors-and-thread-safety
在上面兩個問題的解答中，證實paralleStream的forEach接口確實不能保證同步，同時也提出了解決方案：使用collect和reduce接口。
http://docs.oracle.com/javase/tutorial/collections/streams/parallelism.html
在Javadoc中也對stream的并發操作進行了相關介紹：
The Collections Framework provides synchronization wrappers, which add automatic synchronization to an arbitrary collection, making it thread-safe.
Collections框架提供了同步的包裝，使得其中的操作線程安全。
所以下一步，來看看collect接口如何使用。
stream的collect接口
閑話不多說直接上源碼吧，Stream.java中的collect方法句柄：
R collect(Collector super T, A, R> collector);
在該實現方法中，參數是一個Collector對象，可以使用Collectors類的靜態方法構造Collector對象，比如Collectors.toList()，toSet(),toMap()，etc，這塊很容易查到API故不細說了。
除此之外，我們如果要在collect接口中做更多的事，就需要自定義實現Collector接口，需要實現以下方法：
Supplier supplier();
BiConsumer accumulator();
BinaryOperator combiner();
Function finisher();
Set characteristics();
要輕松理解這三個參數，要先知道fork/join是怎么運轉的，一圖以蔽之：
上圖來自：http://www.infoq.com/cn/articles/fork-join-introduction
簡單地說就是大任務拆分成小任務，分別用不同線程去完成，然后把結果合并后返回。所以第一步是拆分，第二步是分開運算，第三步是合并。這三個步驟分別對應的就是Collector的supplier,accumulator和combiner。talk is cheap show me the code，下面用一個例子來說明：
輸入是一個10個整型數字的ArrayList，通過計算轉換成double類型的Set，首先定義一個計算組件：
Compute.java:
public class Compute {
public Double compute(int num) {
return (double) (2 * num);
}
}
接下來在Main.java中定義輸入的類型為ArrayList的nums和類型為Set的輸出結果result：
private List nums = new ArrayList<>();
private Set result = new HashSet<>();
定義轉換list的run方法，實現Collector接口，調用內部類Container中的方法，其中characteristics()方法返回空set即可：
public void run() {
// 填充原始數據，nums中填充0-9 10個數
IntStream.range(0, 10).forEach(nums::add);
//實現Collector接口
result = nums.stream().parallel().collect(new Collector>() {
@Override
public Supplier supplier() {
return Container::new;
}
@Override
public BiConsumer accumulator() {
return Container::accumulate;
}
@Override
public BinaryOperator combiner() {
return Container::combine;
}
@Override
public Function> finisher() {
return Container::getResult;
}
@Override
public Set characteristics() {
// 固定寫法
return Collections.emptySet();
}
});
}
構造內部類Container，該類的作用是一個存放輸入的容器，定義了三個方法：
accumulate方法對輸入數據進行處理并存入本地的結果
combine方法將其他容器的結果合并到本地的結果中
getResult方法返回本地的結果
Container.java:
class Container {
// 定義本地的result
public Set set;
public Container() {
this.set = new HashSet<>();
}
public Container accumulate(int num) {
this.set.add(compute.compute(num));
return this;
}
public Container combine(Container container) {
this.set.addAll(container.set);
return this;
}
public Set getResult() {
return this.set;
}
}
在Main.java中編寫測試方法：
public static void main(String[] args) {
Main main = new Main();
main.run();
System.out.println("原始數據：");
main.nums.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
System.out.println("\n\ncollect方法加工后的數據：");
main.result.forEach(i -> System.out.print(i + " "));
}
輸出：
原始數據：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
collect方法加工后的數據：
0.0 2.0 4.0 8.0 16.0 18.0 10.0 6.0 12.0 14.0
我們將10個整型數值的list轉成了10個double類型的set，至此驗證成功～
本程序參考 http://blog.csdn.net/io_field/article/details/54971555。
一言蔽之
總結就是paralleStream里直接去修改變量是非線程安全的，但是采用collect和reduce操作就是滿足線程安全的了。
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。
創作挑戰賽新人創作獎勵來咯，堅持創作打卡瓜分現金大獎總結
以上是生活随笔為你收集整理的java parallelstream_关于Java8 parallelStream并发安全的深入讲解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： java swing 打开文件_java
- 下一篇： java readline 超时_跳过J