系统中有多个任务同时存在称之为“并发”，并发设计已然成为大规模集群框架的必要特征，本文简单的介绍Scala和golang的并发模型的设计，重点在于比较Scala和Golang在并发实现上的差异。

一、Scala和Golang的并发实现原理

Scala语言并发设计采用Actor模型，采用的是Akka Actor模型库，主要特征如下：

  • “一切皆是参与者”，且各个actor间是独立的；
  • 发送者与已发送消息间解耦，这是Actor模型显著特点，据此实现异步通信；
  • actor是封装状态和行为的对象，通过消息交换进行相互通信，交换的消息存放在接收方的邮箱中；
  • actor可以有父子关系，父actor可以监管子actor，子actor唯一的监管者就是父actor；
  • 一个actor就是一个容器，它包含了状态、行为、一个邮箱（邮箱用来接受消息）、子actor和一个监管策略；
    Go语言与其他语言不同的是，它从语言层面上就支持了并发，Go更提倡“以通信来共享内存，而非以共享内存来通信”，主要特征如下：
  • goroutine（协程，Go的轻量级线程）是Go的轻量级线程管理机制；
  • 通过管道（channel）来存放消息，channel在goroutine之间传递消息，可以缓存；

二、Scala和Golang在并发实现模型上的主要差异：

  • actor是异步的，因为发送者与已发送消息间实现了解耦；而channel则是某种意义上的同步，比如channel的读写是有关系的，期间会依赖对方来决定是否阻塞自己；
  • actor是一个容器，使用actorOf来创建Actor实例时，也就意味着需指定具体Actor实例，即指定哪个actor在执行任务，该actor必然要有“身份”标识，否则怎么指定呢？！而channel通常是匿名的， 任务放进channel之后你不用关心是哪个channel在执行任务；

三、具体实现

说明：对1-10000的整数进行累加，把1-10000平均划分为四部分，启动四个线程进行并发计算，之后将四个线程的运行结果相加得最终得累加值。

Scala实现

Scala定义两个Actor实例，MasterActor和SumActor，前者是后者的父actor，父actor可以监管子actor，子actor唯一的监管者就是父actor。

val sumActor = context.actorOf(Props[SumActor]
                  .withRouter(RoundRobinPool(nrOfInstances = 4)), name = "sumActor")

主程序向MasterActor发送计算指令，然后在线程池中初始化子actor，一共有四个SumActor参与并发计算。

启动计算actor，每个计算线程都会调用计算方法，该方法将处理分段的整数累加，并返回分段累加值给父actor MasterActor。

在整个运算过程中，我们很容易理解发送者与已发送消息间的解耦特征，发送者和接受者各种关心自己要处理的任务即可，比如状态和行为处理、发送的时机与内容、接收消息的时机与内容等。我们可以将更多的精力放在设计上，将各个actor的功能及关联关系表述清楚，剩余的代码实现就非常容易。

Golang实现

Go语言的实现并发功能主要依赖goroutine和channel，首先创建一个计数用的channel，随后发起四个并发计算的协程，

每个计算协程调用计算方法进行分段计算，分段计算完成之后，都会往channel中传入一个计数标志，在率先进入的计数标志没有被读取之前，其他协程在计算结束之后，不能往channel中加入计数标志，只能等待，如此往复，直到channel中的所有计数标志全被取出，意味着所有协程全部处理完毕，在所有的分段计算结束后，就可以计算总的累加值

四、对比Scala和Golang

  • 拿Scala和Go的并发效率来对比，应该是没什么意义的，其间要受到各自内部实现、类型系统、内存使用机制、并发模式、并发规模以及硬件支持等等复杂因素的影响。
  • Akka的actor是解耦的、相对独立的，定义好各个actor间如何沟通，剩下的东西就尽管交给它们处理好了，它们自会按既定方式各司其职，而且每个actor“麻雀虽小五脏俱全”，这也是其解耦性做得好的必然基础。Go语言则独辟蹊径，通过goroutine和channel，以更轻量级的协程方式来处理并发，虽说是更轻量，但你仍得花点心思关注下channel的状态，别一不小心阻塞了，特别是channel数量多逻辑复杂的情况。
  • Akka的Actor实现是库的形式，其也能应用于Java语言。Go语言内嵌了协程的并发实现。
  • Akka基于JVM，实现模式是面向对象，天然讲究抽象与封装，虽然可以穿插混合应用函数式风格。而Go语言显然体现了命令式语言的风格，在需要考虑封装性的时候，需要开发者多着墨。
  • Go语言中轻量级的协程可以轻易启动数十上百万个，这对Scala来说当然是有压力的。但相较而言，Go语言的普及及应用程度尚远不及Java生态，我也希望更多的应用能够实践Go语言。此外，从代码简洁程度来看，Go语言应该会更简洁些吧。
相关文章