Java併發的四種風味：Thread、Executor、ForkJoin和Actor
這篇文章討論了Java應用中並行處理的多種方法。從自己管理Java執行緒，到各種更好幾的解決方法，Executor服務、ForkJoin 框架以及計算中的Actor模型。
Java併發程式設計的4種風格：Threads，Executors，ForkJoin和Actors
我們生活在一個事情並行發生的世界。自然地，我們編寫的程式也反映了這個特點，它們可以併發的執行。當然除了Python程式碼（譯者注：連結裡面講述了Python的全域性直譯器鎖，解釋了原因），不過你仍然可以使用Jython在JVM上執行你的程式，來利用多處理器電腦的強大能力。
然而，併發程式的複雜程度遠遠超出了人類大腦的處理能力。相比較而言，我們簡直弱爆了：我們生來就不是為了思考多執行緒程式、評估併發訪問有限資源以及預測哪裡會發生錯誤或者瓶頸。
面對這些困難，人類已經總結了不少併發計算的解決方案和模型。這些模型強調問題的不同部分，當我們實現平行計算時，可以根據問題做出不同的選擇。
在這篇文章中，我將會用對同一個問題，用不同的程式碼來實現併發的解決方案；然後討論這些方案有哪些好的地方，有哪些缺陷，可能會有什麼樣的陷阱在等著你。
我們將介紹下面幾種併發處理和非同步程式碼的方式：
• 裸執行緒
• Executors和Services
• ForkJoin框架和並行流
• Actor模型
為了更加有趣一些，我沒有僅僅通過一些程式碼來說明這些方法，而是使用了一個共同的任務，因此每一節中的程式碼差不多都是等價的。另外，這些程式碼僅僅是展示用的，初始化的程式碼並沒有寫出來，並且它們也不是產品級的軟體示例。
對了，最後一件事：在文章最後，有一個小調查，關於你或者你的組織正在使用哪種併發模式。為了你的工程師同胞們，請填一下調查！
任務
任務：實現一個方法，它接收一條訊息和一組字串作為引數，這些字串與某個搜尋引擎的查詢頁面對應。對每個字串，這個方法發出一個http請求來查詢訊息，並返回第一條可用的結果，越快越好。
如果有錯誤發生，丟擲一個異常或者返回空都是可以的。我只是嘗試避免為了等待結果而出現無限迴圈。
簡單說明：這次我不會真正深入到多執行緒如何通訊的細節，或者深入到Java記憶體模型。如果你迫切地想了解這些，你可以看我前面的文章利用JCStress測試併發。
那麼，讓我們從最直接、最核心的方式來在JVM上實現併發：手動管理裸執行緒。
方法1：使用“原汁原味”的裸執行緒
解放你的程式碼，迴歸自然，使用裸執行緒！執行緒是併發最基本的單元。Java執行緒本質上被對映到作業系統執行緒，並且每個執行緒物件對應著一個計算機底層執行緒。
自然地，JVM管理著執行緒的生存期，而且只要你不需要執行緒間通訊，你也不需要關注執行緒排程。
每個執行緒有自己的棧空間，它佔用了JVM程序空間的指定一部分。
執行緒的介面相當簡明，你只需要提供一個Runnable，呼叫.start()開始計算。沒有現成的API來結束執行緒，你需要自己來實現，通過類似boolean型別的標記來通訊。
在下面的例子中，我們對每個被查詢的搜尋引擎，建立了一個執行緒。查詢的結果被設定到AtomicReference，它不需要鎖或者其他機制來保證只出現一次寫操作。開始吧！
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
private
static
String getFirstResult(String question, List<String> engines) {
AtomicReference<String>
result = new
AtomicReference<>();
for(String
base: engines) {
String
url = base + question;
new
Thread(() -> {
result.compareAndSet(null,
WS.url(url).get());
}).start();
}
while(result.get()
== null);
//
wait for some result to appear
return
result.get();
}
|
使用裸執行緒的主要優點是，你很接近併發計算的作業系統/硬體模型，並且這個模型非常簡單。多個執行緒執行，通過共享記憶體通訊，就是這樣。
自己管理執行緒的最大劣勢是，你很容易過分的關注執行緒的數量。執行緒是很昂貴的物件，建立它們需要耗費大量的記憶體和時間。這是一個矛盾，執行緒太少，你不能獲得良好的併發性；執行緒太多，將很可能導致記憶體問題，排程也變得更復雜。
然而，如果你需要一個快速和簡單的解決方案，你絕對可以使用這個方法，不要猶豫。
方法2：認真對待Executor和CompletionService
另一個選擇是使用API來管理一組執行緒。幸運的是，JVM為我們提供了這樣的功能，就是Executor介面。Executor介面的定義非常簡單：
| 1 2 3 4 5 |
public
interface
Executor {
void
execute(Runnable command);
}
|
它隱藏瞭如何處理Runnable的細節。它僅僅說，“開發者！你只是一袋肉，給我任務，我會處理它！”
更酷的是，Executors類提供了一組方法，能夠建立擁有完善配置的執行緒池和executor。我們將使用newFixedThreadPool()，它建立預定義數量的執行緒，並不允許執行緒數量超過這個預定義值。這意味著，如果所有的執行緒都被使用的話，提交的命令將會被放到一個佇列中等待；當然這是由executor來管理的。
在它的上層，有ExecutorService管理executor的生命週期，以及CompletionService會抽象掉更多細節，作為已完成任務的佇列。得益於此，我們不必擔心只會得到第一個結果。
下面service.take()的一次呼叫將會只返回一個結果。
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