系統中有多個任務同時存在稱之爲“併發”，併發設計已然成爲大規模集羣框架的必要特徵，本文簡單的介紹Scala和golang的併發模型的設計，重點在於比較Scala和Golang在併發實現上的差異。

一、Scala和Golang的併發實現原理

Scala語言併發設計採用Actor模型，採用的是Akka Actor模型庫，主要特徵如下：

  • “一切皆是參與者”，且各個actor間是獨立的；
  • 發送者與已發送消息間解耦，這是Actor模型顯著特點，據此實現異步通信；
  • actor是封裝狀態和行爲的對象，通過消息交換進行相互通信，交換的消息存放在接收方的郵箱中；
  • actor可以有父子關係，父actor可以監管子actor，子actor唯一的監管者就是父actor；
  • 一個actor就是一個容器，它包含了狀態、行爲、一個郵箱（郵箱用來接受消息）、子actor和一個監管策略；
    Go語言與其他語言不同的是，它從語言層面上就支持了併發，Go更提倡“以通信來共享內存，而非以共享內存來通信”，主要特徵如下：
  • goroutine（協程，Go的輕量級線程）是Go的輕量級線程管理機制；
  • 通過管道（channel）來存放消息，channel在goroutine之間傳遞消息，可以緩存；

二、Scala和Golang在併發實現模型上的主要差異：

  • actor是異步的，因爲發送者與已發送消息間實現瞭解耦；而channel則是某種意義上的同步，比如channel的讀寫是有關係的，期間會依賴對方來決定是否阻塞自己；
  • actor是一個容器，使用actorOf來創建Actor實例時，也就意味着需指定具體Actor實例，即指定哪個actor在執行任務，該actor必然要有“身份”標識，否則怎麼指定呢？！而channel通常是匿名的， 任務放進channel之後你不用關心是哪個channel在執行任務；

三、具體實現

說明：對1-10000的整數進行累加，把1-10000平均劃分爲四部分，啓動四個線程進行併發計算，之後將四個線程的運行結果相加得最終得累加值。

Scala實現

Scala定義兩個Actor實例，MasterActor和SumActor，前者是後者的父actor，父actor可以監管子actor，子actor唯一的監管者就是父actor。

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

主程序向MasterActor發送計算指令，然後在線程池中初始化子actor，一共有四個SumActor參與併發計算。

啓動計算actor，每個計算線程都會調用計算方法，該方法將處理分段的整數累加，並返回分段累加值給父actor MasterActor。

在整個運算過程中，我們很容易理解發送者與已發送消息間的解耦特徵，發送者和接受者各種關心自己要處理的任務即可，比如狀態和行爲處理、發送的時機與內容、接收消息的時機與內容等。我們可以將更多的精力放在設計上，將各個actor的功能及關聯關係表述清楚，剩餘的代碼實現就非常容易。

Golang實現

Go語言的實現併發功能主要依賴goroutine和channel，首先創建一個計數用的channel，隨後發起四個併發計算的協程，

每個計算協程調用計算方法進行分段計算，分段計算完成之後，都會往channel中傳入一個計數標誌，在率先進入的計數標誌沒有被讀取之前，其他協程在計算結束之後，不能往channel中加入計數標誌，只能等待，如此往復，直到channel中的所有計數標誌全被取出，意味着所有協程全部處理完畢，在所有的分段計算結束後，就可以計算總的累加值

四、對比Scala和Golang

  • 拿Scala和Go的併發效率來對比，應該是沒什麼意義的，其間要受到各自內部實現、類型系統、內存使用機制、併發模式、併發規模以及硬件支持等等複雜因素的影響。
  • Akka的actor是解耦的、相對獨立的，定義好各個actor間如何溝通，剩下的東西就儘管交給它們處理好了，它們自會按既定方式各司其職，而且每個actor“麻雀雖小五臟俱全”，這也是其解耦性做得好的必然基礎。Go語言則獨闢蹊徑，通過goroutine和channel，以更輕量級的協程方式來處理併發，雖說是更輕量，但你仍得花點心思關注下channel的狀態，別一不小心阻塞了，特別是channel數量多邏輯複雜的情況。
  • Akka的Actor實現是庫的形式，其也能應用於Java語言。Go語言內嵌了協程的併發實現。
  • Akka基於JVM，實現模式是面向對象，天然講究抽象與封裝，雖然可以穿插混合應用函數式風格。而Go語言顯然體現了命令式語言的風格，在需要考慮封裝性的時候，需要開發者多着墨。
  • Go語言中輕量級的協程可以輕易啓動數十上百萬個，這對Scala來說當然是有壓力的。但相較而言，Go語言的普及及應用程度尚遠不及Java生態，我也希望更多的應用能夠實踐Go語言。此外，從代碼簡潔程度來看，Go語言應該會更簡潔些吧。
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