Многопоточное программирование в Java

Это возможно только в том случае, если не будет интерференции с источником данных во время выполнения конвейера.

Это верно также и для последовательных стримов.

Так как, если мы изменяем источник в промежуточной операции, она не выполняется, пока не будет вызвана терминальная операция.

Когда вызывается терминальная операция, она рассматривает не модифицированный источник.

Далее вызывается промежуточная операция, которая пытается этот источник модифицировать, и возникает исключение ConcurrentModificationException.

Таким образом, при использовании параллельных стримов, требуется тестирование и анализ алгоритма выполнения.

Реактивные потоки

Обработка данных эволюционировала от пакетных архитектур, которые собирают данные и впоследствии обрабатывают данные после достижения определенного порога, до поточно-ориентированных архитектур, которые захватывают и обрабатывают данные в реальном времени и очень быстро изменяют системы на основе обработанных результатов.

Напротив, для пакетной обработки может потребоваться гораздо больше времени.

Обработка потоков данных, особенно «живых» данных, объем которых не предопределен, требует особой осторожности в асинхронной системе.

Основная проблема заключается в том, что потребление ресурсов необходимо контролировать, чтобы быстрый источник данных не перегрузил адресат потока.

Асинхронность необходима для параллельного использования вычислительных ресурсов, что может значительно ускорить обработку данных.

Реактивные потоки Java обеспечивают стандарт для асинхронной обработки потока с неблокирующим обратным давлением.

Реактивный поток обеспечивает способ просигнализировать его источнику, чтобы ослабить производство данных, когда получатель потока становится перегруженным этими данными.

Эта сигнализация похожа на клапан на водопроводной трубе.

Закрытие этого клапана увеличивает обратное давление на источник, уменьшая нагрузку на получателя.

Целью этого фреймворка является управление обменом потоковыми данными на асинхронной границе, например, при передаче данных в другой поток, гарантируя, что получатель не будет вынужден буферизовать произвольные объемы данных.

Другими словами, обратное давление позволяет очередям, которые посредничают между потоками, быть ограниченными.

Java 9 обеспечивает реактивные потоки с помощью фреймворка публикации-подписки, также известного как Flow API, который состоит из классов Flow и SubmissionPublisher пакета java.util.concurrent.

Таким образом, Java 9 предоставляет механизм публикации-подписки, когда подписчик информирует издателя, что он готов принять заданное количество элементов, и, если эти элементы доступны, издатель выталкивает это количество элементов получателю.

Важно отметить, что эта связь является двусторонней, когда подписчик информирует издателя о том, сколько элементов он хочет обработать, а издатель выталкивает это количество элементов подписчику.

Это двухстороннее соединение между издателем и подписчиком называется подпиской.

И эта подписка связывает одного издателя с одним подписчиком, в отношении «один к одному», и может быть одноадресной или многоадресной.

То есть, у одного издателя может быть несколько подписчиков, подписанных на него, но один подписчик может быть подписан только на одного издателя, то есть у издателя может быть много подписчиков, но подписчик может подписаться не более чем на одного издателя.

Когда подписчик подписывается на издателя, издатель уведомляет подписчика о подписке, позволяя подписчику сохранять ссылку на подписку при желании.

Как только этот процесс уведомления будет завершен, подписчик может сообщить издателю, что он готов принять некоторое количество элементов.

Когда у издателя есть доступные элементы, он отправляет подписчику не более заданного количества элементов.

Если у издателя возникает ошибка, он сигнализирует об ошибке подписчику.

Если издатель перестает отправлять данные, он сигнализирует об этом подписчику.

Если подписчик уведомляется о том, что либо, произошла ошибка, либо издатель перестает отправлять данные, подписка считается отмененной и не взаимодействие между издателем и подписчиком завершается.

Если объект является как издателем, так и подписчиком, он называется процессором.

Процессор обычно выступает в качестве посредника между другим издателем и подписчиком (любой из которых может быть другим процессором), выполняя некоторое преобразование в потоке данных.

Например, может быть создан процессор, который отфильтровывает элементы, которые соответствуют некоторым критериям, прежде чем передавать их своему подписчику.

Класс Flow — это хранилище для четырех вложенных статических интерфейсов, методы которых устанавливают контролируемые потоком компоненты, в которых издатели создают элементы данных, которые потребляются одним или несколькими подписчиками.

Это интерфейс Publisher — производитель элементов данных, получаемых подписчиками.

Интерфейс Subscriber — приемник элементов данных.

Интерфейс Subscription — связь между издателем и подписчиком.