geotrellis使用（六）Scala併發（並行）編程

      本文主要講解Scala的併發（並行）編程，那麼爲何題目概稱geotrellis使用（六）呢，主要由於本系列講解如何使用Geotrellis，具體前幾篇博文已經介紹過了。我以爲幹任何一件事情基礎很重要，就像當年參加高考或者各類考試同樣，老師都會強調基礎，這是頗有道理的。使用Geotrellis框架的基礎就是Scala和Spark，因此本篇文章先來介紹一下Scala編程語言，一樣要想搞明白Scala併發（並行）編程，Scala基礎也很重要，沒有Scala語言基礎就談不上Scala併發編程也就更談不上使用Geotrellis或者Spark，本文先簡單介紹一下Scala基礎知識，這方面的書籍或者文章不少，你們能夠網上找一下。

1、Scala基礎     

      關於Scala基礎最主要的就是模式匹配，這造就了整個Scala語言靈活方便的特色，通俗的說模式匹配就是其餘語言中的switch case，可是其實功能要遠遠複雜的多，涉及到樣本類（case class）、unapply函數等具體網上有不少介紹。其次還有強大的for表達式、偏函數、隱式轉換等，下面主要爲你們介紹Scala併發（並行）編程。

2、SBT簡介    

      使用Scala語言編程，最好使用SBT框架，能夠自動幫你完成包管理等，至關於java中的maven，下面先簡單介紹一下SBT基礎。

      首先安裝SBT，很簡單，只須要下載安裝包便可（http://www.scala-sbt.org/release/docs/Installing-sbt-on-Windows.html），具體安裝過程以及配置等，你們也能夠在網上找的到。安裝完成以後，在IDEA中安裝sbt插件，而後選擇建立SBT項目，與普通Scala語言最主要的不一樣是會建立一個build.sbt文件，這個文件主要記錄的就是項目的依賴等，要添加依賴就能夠添加以下兩行代碼：

libraryDependencies +=  "com.typesafe.akka" % "akka-actor_2.11" % "2.4.4"

resolvers += "Akka Snapshot Repository" at "http://repo.akka.io/snapshots/"

      其實build.sbt文件是一個被SBT直接管理的scala源文件，裏面的語句均要符合Scala語法，其中libraryDependencies和resolvers 是定義好的Key，+= % at等都是寫好的方法。libraryDependencies是存儲系統依賴的Key，該語句添加了一個ModuleID對象，"com.typesafe.akka"爲groupID，"akka-actor_2.11"爲artifactID，2.4.4"爲revision，%方法最終就建立了一個ModuleID對象，此處須要注意_2.11表示當前的Scala版本。resolvers表示系統如何可以找到上面的libraryDependencies，at 方法經過兩個字符串建立了一個 Resolver 對象，前者爲名稱，後者爲地址。通常lib的官網中均會有寫明本身的上述語句供使用者方便添加本身lib依賴。

3、併發編程     

     下面爲你們介紹如何使用Scala進行併發編程。

一、原生支持

     Scala語言原生支持併發編程，只須要使類繼承scala.actors.Actor便可，複寫父類的act方法，也能夠直接創建一個匿名類，直接使用actor{}便可，其中receive是一個偏函數，用於接收並處理其餘Actor發送的消息，這裏就用到了模式匹配，能夠根據不一樣的消息類型進行不一樣的處理，至關於路由。

 1 object ActorTest2 extends App {
 2   val actor_a: Actor = actor{
 3     while (true){
 4       receive {
 5         case msg => println("actor_a   " + msg)
 6       }
 7     }
 8   }
 9 
10   val actor_b = actor{
11     while (true){
12       receive {
13         case msg => {
14           println("actor_b   " + msg)
15           actor_a ! "b  ---- >>>  a" 
16           sender ! "receive  " + msg
17         }
18       }
19     }
20   }
21 
22   actor_a ! "wsf"
23   actor_b ! Math.PI
24 }

      上面的代碼定義了兩個Actor對象actor_a，actor_b，採用此種方式Actor會自動start，而後在主線程中各向每一個Actor發送了一條信息，Actor接收到信息後進行簡單的打印操做。因爲Scala已經廢棄了此種方式來進行併發編程，在這裏也只是簡單介紹，下面咱們來看一下如何經過使用akka來進行併發編程。

二、akka

      akka是一個簡單易用的Scala併發編程框架（網址：http://akka.io/），其宗旨就是"Build powerful concurrent & distributed applications more easily."。引入akka只須要在build.sbt文件中添加在SBT操做一節中介紹的代碼便可，可是要根據本身的Scala版本以及要使用的akka版本進行修改。添加完以後IDEA會自動去下載akka的actor包。其使用基本與原生actor相同，一樣建立一個類繼承akka.actor.Actor，複寫其receive方法。其代碼以下：

1 class MyActor extends Actor{
2   override def receive={
3     case message: String=> println(message)
4     case _ => unhandled()
5   }
6 }

      與原生Actor不一樣的是akka爲其Actor加入了path的概念，即每一個Actor都有一個絕對路徑，這樣系統首先要建立一個system，而後在system建立其下的Actor，代碼以下：

val system = ActorSystem("akkatest")

val actor = system.actorOf(Props(classOf[wsf.akkascala.MyActor]), "akkaactor")

      其中ActorSystem("akkatest")即建立一個akka的system，用於管理Actor，第二句就是在system中建立一個上面MyActor實例。經過打印actor.path能夠獲得akka://akkatest/user/akkaactor，能夠看出該Actor確實是在system之下，其中user表示是用戶自定義Actor。

      Actor實例建立以後無需start，會自動啓動，可使用actor ! "hello actor"語句來向actor發送消息，MyActor的receive方法接收到該語句以後進行模式匹配，若是可以匹配上就行進行相應的處理。

      因爲Actor具備了路徑，其也就可以建立屬於本身的Actor實例，只須要在當前Actor類中添加以下代碼：

val otherActor = context.actorOf(Props(classOf[OtherActor]), "otheractor")

      其中OtherActor是定義好的另外一個Actor，打印otherActor.path能夠獲得以下效果：akka://akkatest/user/akkaactor/otheractor，這就代表確實在MyActor中建立了一個子Actor。MyActor就能夠管理OtherActor的實例。

      以上介紹了akka的併發編程，其並行編程要稍做修改。

      首先創建一個RemoteActor項目，將build.sbt中項目的引用改成libraryDependencies ++= Seq("com.typesafe.akka" % "akka-actor_2.11" % "2.4.4","com.typesafe.akka" % "akka-remote_2.11" % "2.4.4")，能夠看出相比普通Actor項目只是添加了一個akka-remote引用。而後新建一個RemoteActor類一樣繼承自Actor，與普通Actor毫無區別。而後建立一個主類啓動該Actor。惟一須要注意的就是要在resources文件夾中新建一個application.conf文件，該文件是系統的配置文件，裏面添加以下代碼：

 1 akka {
 2   loglevel = "INFO"
 3   actor {
 4     provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
 5   }
 6   remote {
 7     enabled-transports = ["akka.remote.netty.tcp"]
 8     netty.tcp {
 9       hostname = "127.0.0.1"
10       port = 5150
11     }
12     log-sent-messages = on
13     log-received-messages = on
14   }
15 }

      主要定義使用tcp協議的方式進行數據傳輸，端口是5150。這樣就完成了remoteActor的定義。

      而後新建一個LocalActor項目，一樣修改build.sbt文件中的內容如上，而後新建一個LocalActor類，因爲此處須要向RemoteActor發送消息，因此必須創建一個RemoteActor的子Actor，具體命令以下：

val remoteActor = context.actorSelection("akka.tcp://remoteSys@127.0.0.1:5150/user/remoteactor")

     其中akka://remoteSys/user/remoteactor是RemoteActor經過system建立的路徑，此處與之不一樣的是akka後添加.tcp表示經過tcp方式建立而後就是remoteSys後經過@127.0.0.1:5150指定遠程actor的IP地址以及端口。這樣就可創建一個remoteActor的實例，能夠經過該實例向remoteActor發送消息。

     LocalActor中也須要添加application.conf文件，可是隻須要添加以下語句便可：

1 akka {
2   actor {
3     provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
4   }
5 }

4、總結

      本文爲你們簡單介紹了scala基礎、sbt簡單操做、原生actor、akka的併發以及並行方式actor，這些是我在學習Geotrellis的過程當中學習基礎知識的一部分經驗總結和梳理，只有打好基礎才能更好的拓展本身的知識。要知其然並知其因此然。明白了這些對閱讀Geotrellis源代碼以及Spark源代碼都會有很大的幫助。

5、參考連接

1、geotrellis使用初探
2、geotrellis使用（二）geotrellis-chatta-demo以及geotrellis框架數據讀取方式初探
3、geotrellis使用（三）geotrellis數據處理過程分析
4、geotrellis使用（四）geotrellis數據處理部分細節

5、geotrellis使用（五）使用scala操做Accumulo

6、geotrellis使用（六）Scala併發（並行）編程