1.14　并行流

流使得并行處理塊操作變得很容易。這個過程幾乎是自動的，但是需要遵守一些規(guī)則。首先，必須有一個并行流。可以用Collection.parallelStream（）方法從任何集合中獲取一個并行流：

而且，parallel方法可以將任意的順序流轉(zhuǎn)換為并行流。

只要在終結(jié)方法執(zhí)行時，流處于并行模式，那么所有的中間流操作都將被并行化。

當(dāng)流操作并行運(yùn)行時，其目標(biāo)是要讓其返回結(jié)果與順序執(zhí)行時返回的結(jié)果相同。重要的是，這些操作可以以任意順序執(zhí)行。

下面的示例是一項你無法完成的任務(wù)。假設(shè)你想要對字符串流中的所有短單詞計數(shù)：

這是一種非常非常糟糕的代碼。傳遞給forEach的函數(shù)會在多個并發(fā)線程中運(yùn)行，每個都會更新共享的數(shù)組。正如我們在卷Ⅰ第14章中所解釋的，這是一種經(jīng)典的競爭情況。如果多次運(yùn)行這個程序，你很可能就會發(fā)現(xiàn)每次運(yùn)行都會產(chǎn)生不同的計數(shù)值，而且每個都是錯的。

你的職責(zé)是要確保傳遞給并行流操作的任何函數(shù)都可以安全地并行執(zhí)行，達(dá)到這個目的的最佳方式是遠(yuǎn)離易變狀態(tài)。在本例中，如果用長度將字符串群組，然后分別對它們進(jìn)行計數(shù)，那么就可以安全地并行化這項計算。

警告：傳遞給并行流操作的函數(shù)不應(yīng)該被堵塞。并行流使用fork-join池來操作流的各個部分。如果多個流操作被阻塞，那么池可能就無法做任何事情了。

默認(rèn)情況下，從有序集合（數(shù)組和列表）、范圍、生成器和迭代產(chǎn)生的流，或者通過調(diào)用Stream.sorted產(chǎn)生的流，都是有序的。它們的結(jié)果是按照原來元素的順序累積的，因此是完全可預(yù)知的。如果運(yùn)行相同的操作兩次，將會得到完全相同的結(jié)果。

排序并不排斥高效的并行處理。例如，當(dāng)計算stream.map（fun）時，流可以被劃分為n的部分，它們會被并行地處理。然后，結(jié)果將會按照順序重新組裝起來。

當(dāng)放棄排序需求時，有些操作可以被更有效地并行化。通過在流上調(diào)用unordered方法，就可以明確表示我們對排序不感興趣。Stream.distinct就是從這種方式中獲益的一種操作。在有序的流中，distinct會保留所有相同元素中的第一個，這對并行化是一種阻礙，因為處理每個部分的線程在其之前的所有部分都被處理完之前，并不知道應(yīng)該丟棄哪些元素。如果可以接受保留唯一元素中任意一個的做法，那么所有部分就可以并行地處理（使用共享的集來跟蹤重復(fù)元素）。

還可以通過放棄排序要求來提高limit方法的速度。如果只想從流中取出任意n個元素，而并不在意到底要獲取哪些，那么可以調(diào)用：

正如1.9節(jié)所討論的，合并映射表的代價很高昂。正是因為這個原因，Collectors.groupByConcurrent方法使用了共享的并發(fā)映射表。為了從并行化中獲益，映射表中值的順序不會與流中的順序相同。

當(dāng)然，如果使用獨(dú)立于排序的下游收集器，那么就不必在意了，例如：

警告：不要修改在執(zhí)行某項流操作后會將元素返回到流中的集合（即使這種修改是線程安全的）。記住，流并不會收集它們的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總是在單獨(dú)的集合中。如果修改了這樣的集合，那么流操作的結(jié)果就是未定義的。JDK文檔對這項需求并未做出任何約束，并且對順序流和并行流都采用了這種處理方式。

更準(zhǔn)確地講，因為中間的流操作都是惰性的，所以直到執(zhí)行終結(jié)操作時才對集合進(jìn)行修改仍舊是可行的。例如，下面的操作盡管并不推薦，但是仍舊可以工作：

但是，下面的代碼是錯誤的：

為了讓并行流正常工作，需要滿足大量的條件：

·數(shù)據(jù)應(yīng)該在內(nèi)存中。必須等到數(shù)據(jù)到達(dá)是非常低效的。

·流應(yīng)該可以被高效地分成若干個子部分。由數(shù)組或平衡二叉樹支撐的流都可以工作得很好，但是Stream.iterate返回的結(jié)果不行。

·流操作的工作量應(yīng)該具有較大的規(guī)模。如果總工作負(fù)載并不是很大，那么搭建并行計算時所付出的代價就沒有什么意義。

·流操作不應(yīng)該被阻塞。

換句話說，不要將所有的流都轉(zhuǎn)換為并行流。只有在對已經(jīng)位于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)執(zhí)行大量計算操作時，才應(yīng)該使用并行流。

程序清單1-8中的示例程序展示了如何操作并行流。

程序清單1-8　parallel/ParallelStreams.java

java.util.stream.BaseStream<T，S extends BaseStream<T，S>>8

·S parallel（）

產(chǎn)生一個與當(dāng)前流中元素相同的并行流。

·S unordered（）

產(chǎn)生一個與當(dāng)前流中元素相同的無序流。

java.util.Collection<E>1.2

·Stream<E>parallelStream（）8

用當(dāng)前集合中的元素產(chǎn)生一個并行流。

在本章中，你學(xué)習(xí)到了如何運(yùn)用Java 8的流庫。下一章將討論另一個重要的主題：處理輸入和輸出。