什么是并行流？

并行流（parallelStream）是Java 8中的一種機制，能夠在多個線程上同時處理集合數據，以提高處理效率。通過將普通流轉換為并行流，可以自動將任務分配給多個線程，并利用多核處理器的優勢。雖然并行流可以加速處理大量數據的集合，但在使用時需要注意線程安全性和性能調優，以確保程序運行穩定和高效。在大數據處理的場景下有奇效。

并行流的優缺點

優點

• 提高性能：并行流可以利用多核處理器的優勢，在多個線程上同時處理數據，加速處理速度，特別是在處理大量數據時效果顯著。
• 方便易用：通過簡單地調用parallel()方法，就可以將普通的順序流轉換為并行流，而無需手動管理線程和任務調度。
• 自動任務劃分：流框架會自動將數據劃分為多個子任務，并在后臺管理這些任務的執行，簡化了并行編程的復雜性。
• 可擴展性：并行流可以很容易地與其他流操作結合使用，如過濾、映射、歸約等，使得代碼結構清晰簡潔。

缺點

• 額外開銷：并行化操作會帶來一定的額外開銷，包括線程調度、任務劃分等，因此在數據量較小時，并行流可能比順序流更慢。
• 線程安全性：并行流的并行執行可能會導致線程安全性問題，需要注意共享狀態的同步和訪問控制，以避免出現并發問題。
• 資源消耗：并行流使用多個線程處理數據，可能會消耗更多的系統資源，如內存和CPU資源，需要合理調整并行度以平衡性能和資源消耗。
• 難以調試：并行流的并行執行會增加代碼的復雜性，使得程序的調試和排錯變得更加困難，特別是在涉及多線程并發的情況下。

如何使用？

1.創建流

首先，需要有一個數據源，可以是集合、數組、文件等。例如，如果有一個List集合：

List<String> myList = Arrays.asList("apple", "banana", "orange", "grape", "kiwi");

2.轉換為并行流

使用parallel()方法將順序流轉換為并行流

Stream<String> parallelStream = myList.parallelStream();

3.流操作

對并行流進行各種中間操作和終端操作來處理數據。例如，可以對元素進行過濾并打印

parallelStream.filter(s -> s.startsWith("a")).forEach(System.out::println);

4.收集結果

如果需要收集處理結果，可以使用終端操作來完成。例如，收集到一個新的List中。

List<String> result = parallelStream.collect(Collectors.toList());

5.關閉流

在流使用完畢后，可以選擇關閉流，盡管對于并行流，這一步通常是可選的

parallelStream.close();

并行流的本質

1.任務劃分和調度

當將順序流轉換為并行流時，流框架會將數據集合劃分為多個子任務，并將這些任務分配給多個線程來執行。任務的劃分和調度是并行流實現中的關鍵步驟，需要考慮到數據規模、系統資源、并行度設置等因素，以實現任務的高效執行。

2.并發處理數據

并行流在多個線程上同時處理數據，需要確保線程安全性和數據一致性。這涉及到對共享狀態的訪問控制和同步機制的應用，以避免出現并發問題。

3.任務結果合并

并行流中的各個子任務執行完畢后，需要將它們的結果合并起來形成最終的結果。這涉及到結果的收集、歸約等操作，需要確保合并過程的正確性和效率。

4.性能優化

并行流的實現需要考慮到性能優化的問題，包括任務劃分的均衡性、線程池的管理、任務調度的效率等。通過合理的性能優化，可以充分利用系統資源，提高并行流的執行效率。

參考文獻

官方文檔