從串行到并行
串行指一個步驟一個步驟地處理，也就是通常情況下，代碼一行一行地執(zhí)行。
如果將我們常用的迭代器式的循環(huán)展開的話，就是串行執(zhí)行了循環(huán)體內(nèi)所定義的操作：
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sum += arr.get(0);sum += arr.get(1);sum += arr.get(2);//... |
在書的一開始，就提到Java需要支持集合的并行計算(而Lambda為這個需求提供了可能)。
這些功能將全部被實現(xiàn)于庫代碼中，對于我們使用者，實現(xiàn)并行的復(fù)雜性被大大降低(最低程度上只需要調(diào)用相關(guān)方法)。
另外，關(guān)于并發(fā)與并行這兩個概念，其實是不同的，如果不明白的話請自行了解，在此只引用一句非常流行的話：
一個是關(guān)于代碼結(jié)構(gòu)，一個是關(guān)于代碼執(zhí)行。
如果我們想將一個計算任務(wù)均勻地分配給CPU的四個內(nèi)核，我們會給每個核分配一個用于計算的線程，每個線程上進行整個任務(wù)的子任務(wù)。
書上有一段非常形象的偽代碼：
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if the task list contains more than N/4 elements { leftTask = task.getLeftHalf() rightTask = task.getRightHalf() doInparallel { leftResult = leftTask.solve() rightResult = rightTask.solve() } result = combine(leftResult, rightResult)} else { result = task.solveSequentially()} |
代碼中，將每四個任務(wù)元素分為一組，用四個內(nèi)核對其進行并行處理，然后每兩組進行一次結(jié)果的合并，最終得到整個任務(wù)隊列的最終結(jié)果。
從整體處理流程上看，先將任務(wù)隊列遞歸地進行分組，并行處理每一組，然后將結(jié)果遞歸地進行合并(合并通過管道終止操作實現(xiàn))。
Java8之前，開發(fā)者們使用一種針對集合的fork/join框架來實現(xiàn)該模式。
然而現(xiàn)在，想對代碼進行性能優(yōu)化，就是一件非常容易的事了。
還記得我們上一節(jié)中所得出的最終代碼：
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long validContactCounter = contactList.stream() .map(s -> new Contact().setName(s)) .filter(Contact::call) .count(); |
稍加改動：
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long validContactCounter = contactList.parallelStream() .map(s -> new Contact().setName(s)) .filter(Contact::call) .count(); |
注意stream()變?yōu)閜arallelStream()
同時下圖將展示如何根據(jù)四個核對上述任務(wù)進行分解處理，最終合并結(jié)果并終止管道。
注意遞歸分解的目的是使子任務(wù)們足夠小來串行執(zhí)行。
組合行為
Java寫手應(yīng)該知道，Java中并不存在純粹的“函數(shù)”，只存在“方法”。也就是說，Java中的函數(shù)必須依賴于某一個類，或者作為類的某種行為存在。
而在其他語言中，存在純函數(shù)，以CoffeeScript的語法，聲明一個函數(shù)：
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eat = (x) -> alert("#{x} has been eatten!") |
這種寫法與Lambda表達式的語法非常相近，也就是說，相比于匿名內(nèi)部類，Lambda表達式看上去更像是一種函數(shù)表達式。
對于函數(shù)，一個核心操作便是組合。如果要求一元二次函數(shù)的其中一個解sqrt(sqr(b) - 4 * a * c)，便是對多個子函數(shù)進行了組合。
對于面向?qū)ο螅覀兺ㄟ^解耦的方式來分解它，同樣，我們也希望以此種方式分解一個函數(shù)行為。
首先，沿用上兩節(jié)中使用的例子，對Contact類稍作修改，將name屬性分拆為名和姓：
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private String firstName;private String lastName; |
假設(shè)我們現(xiàn)在想要對聯(lián)系人們進行排序，創(chuàng)建自定義排序的Java標準方式是創(chuàng)建一個Comparator：
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public interface Comparator<T> { int compare(T o1, T o2); //...} |
我們想通過比較名的首字母來為聯(lián)系人排序：
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Comparator<Contact> byFirstName = new Comparator<Contact>() { @Override public int compare(Contact o1, Contact o2) { return Character.compare(o1.getFirstName().charAt(0), o2.getFirstName().charAt(0)); }}; |
Lambda寫法：
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Comparator<Contact> byFirstNameLambdaForm = (o1, o2) -> Character.compare(o1.getFirstName().charAt(0), o2.getFirstName().charAt(0)); |
寫完這段代碼后，IDEA立即提醒我代碼可以替換為Comparator.comparingInt(...)，不過這是后話，暫且不表。
在上面的代碼中，我們發(fā)現(xiàn)了組合行為，即Comparator<Contact>的compare(...)方法里面還套用了o.getFirstName()與Character.compare(...)這兩個方法(為了簡潔，這里暫不考慮charAt(...))，在java.util.function中，我們找到了這種函數(shù)的原型：
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public interface Function<T, R> { R apply(T t); //...} |
接收一個T類型的參數(shù)，返回一個R類型的結(jié)果。
現(xiàn)在我們將“比較名的首字母”這個比較鍵的提取行為抽成一個函數(shù)對象的實例：
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Function<Contact, Character> keyExtractor = o -> o.getFirstName().charAt(0); |
再將“比較首字母”這個具體的比較行為抽出來：
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Comparator<Character> keyComparator = (c1, c2) -> Character.compare(c1, c2); |
有了keyExtractor和keyComparator，我們再來重新裝配一下Comparator：
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Comparator<Contact> byFirstNameAdvanced = (o1, o2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(o1), keyExtractor.apply(o2)); |
到了這一步，我們犧牲了簡潔性，但獲得了相應(yīng)的靈活性，也就是說，如果我們改變比較鍵為姓而非名，只需改動keyExtractor為：
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Function<Contact, Character> keyExtractor = o -> o.getLastName().charAt(0); |
值得慶幸的是，庫的設(shè)計者考慮到了這一自然比較的需求的普遍性，因此為Comparator接口提供了靜態(tài)方法comparing(...)，只需傳入比較鍵的提取規(guī)則，就能針對該鍵生成相應(yīng)的Comparator，是不是非常神奇：
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Comparator<Contact> compareByFirstName = Comparator.comparing(keyExtractor); |
即使我們想改變比較的規(guī)則，比如比較聯(lián)系人姓與名的長度，也只需做些許改動：
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Comparator<Contact> compareByNameLength = Comparator.comparing(p -> (p.getFirstName() + p.getLastName()).length()); |
這是一個重大的改進，它將我們所關(guān)注的焦點真正集中在了比較的規(guī)則上面，而不是大量地構(gòu)建所必須的膠水代碼。
comparing(...)通過接收一個簡單的行為，進而基于這個行為構(gòu)造出更加復(fù)雜的行為。
贊！
然而更贊的是，對于流和管道，我們所需要的改動甚至更少：
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contacts.stream() .sorted(compareByNameLength) .forEach(c -> System.out.println(c.getFirstName() + " " + c.getLastName())); |
小結(jié)
本章的代碼：
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import java.util.ArrayList;import java.util.Comparator;import java.util.List;import java.util.function.Function;public class Bar { public static void main(String[] args) {// long validContactCounter = contactList.parallelStream()// .map(s -> new Contact().setFirstName(s))// .filter(Contact::call)// .count(); List<Contact> contacts = new ArrayList<Contact>() {{ add(new Contact().setFirstName("Foo").setLastName("Jack")); add(new Contact().setFirstName("Bar").setLastName("Ma")); add(new Contact().setFirstName("Olala").setLastName("Awesome")); }}; Comparator<Contact> byFirstName = new Comparator<Contact>() { @Override public int compare(Contact o1, Contact o2) { return Character.compare(o1.getFirstName().charAt(0), o2.getFirstName().charAt(0)); } }; //--- Using Lambda form ---// Comparator<Contact> byFirstNameLambdaForm = (o1, o2) -> Character.compare(o1.getFirstName().charAt(0), o2.getFirstName().charAt(0)); Function<Contact, Character> keyExtractor = o -> o.getFirstName().charAt(0); Comparator<Character> keyComparator = (c1, c2) -> Character.compare(c1, c2); Comparator<Contact> byFirstNameAdvanced = (o1, o2) -> keyComparator.compare(keyExtractor.apply(o1), keyExtractor.apply(o2)); Comparator<Contact> compareByFirstName = Comparator.comparing(keyExtractor); Comparator<Contact> compareByNameLength = Comparator.comparing(p -> (p.getFirstName() + p.getLastName()).length()); contacts.stream() .sorted(compareByNameLength) .forEach(c -> System.out.println(c.getFirstName() + " " + c.getLastName())); }} |
以及運行結(jié)果：
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Bar MaFoo JackOlala Awesome |
以上所述是小編給大家介紹的Java中Lambda表達式并行與組合行為，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對服務(wù)器之家網(wǎng)站的支持！
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