Java流减少无法解释的行为

Question

有人能给我指出正确的方向吗，因为我不明白这个问题。

我正在执行以下方法。

private static void reduce_parallelStream() {
    List<String> vals = Arrays.asList("a", "b");

    List<String> join = vals.parallelStream().reduce(new ArrayList<String>(),
            (List<String> l, String v) -> {

                l.add(v);

                return l;
            }, (a, b) -> {                   
                a.addAll(b);
                return a;
            }

    );

   System.out.println(join);

}

它打印

[null，a，null，a]

我不明白为什么它在结果列表中放了两个空。我期望答案是

[a，b]

由于它是一个并行流，因此要减少的第一个参数

新建ArrayList（）

可能会为每个输入值a和b调用两次。

然后累加器函数可能会被调用两次，因为它是并行流，并在每次调用中传递每个输入“a和b”以及种子值提供的列表。因此a被添加到列表1，b被添加到列表2（反之亦然）。之后组合器将组合两个列表，但它不会发生。

有趣的是，如果我在累加器中放入一个print语句来打印输入值，输出就会改变。所以接下来

private static void reduce_parallelStream() {
    List<String> vals = Arrays.asList("a", "b");

    List<String> join = vals.parallelStream().reduce(new ArrayList<String>(),
            (List<String> l, String v) -> {
                System.out.printf("l is %s", l);
                l.add(v);
                System.out.printf("l is %s", l);
                return l;
            }, (a, b) -> {
                a.addAll(b);
                return a;
            }

    );

   System.out.println(join);

}

此输出中的结果

l是[]l是[b]l是[b，a]l是[b，a][b，a，b，a]

有人能解释一下吗？

Answer 1

它相当简单，第一个参数是标识，或者我会说从零开始。对于并行流使用，此值被重用。这意味着并发问题（添加中的空值）和重复。

这可以通过以下方式进行修补：

    final ArrayList<String> zero = new ArrayList<>();
    List<String> join = vals.parallelStream().reduce(zero,
            (List<String> l, String v) -> {
                if (l == zero) {
                    l = new ArrayList<>();
                }
                l.add(v);
                return l;
            }, (a, b) -> {
                // See comment of Holger:
                if (a == zero) return b;
                if (b == zero) return a;

                a.addAll(b);
                return a;
            }
    );

安全

您可能想知道为什么reduce对于身份提供函数没有重载。原因是这里应该使用收集。

Answer 2

由于它是一个并行流，因此减少new ArrayList（）的第一个参数可能会为每个输入值a和b调用两次。

这就是你错的地方。第一个参数是单个ArrayList实例，而不是lambda表达式可以生成多个ArrayList实例。

因此，整个约简在单个ArrayList实例上运行。当多个线程并行修改ArrayList时，每次执行的结果可能会改变。

您的组合器实际上将列表中的所有元素添加到同一个列表中。

如果累加器和组合器都将生成新的数组列表，而不是改变其输入，则可以获得预期的输出：

List<String> join = vals.parallelStream().reduce(
     new ArrayList<String>(),
        (List<String> l, String v) -> {
            List<String> cl = new ArrayList<>(l);
            cl.add(v);
            return cl;
        }, (a, b) -> {
            List<String> ca = new ArrayList<>(a);
            ca.addAll(b);
            return ca;
        }
);

也就是说，您根本不应该使用减少。收集是执行可变减少的正确方法：

List<String> join = vals.parallelStream()
                        .collect(ArrayList::new,ArrayList::add,ArrayList::addAll);

如您所见，在这里，与减少不同，您传递的第一个参数是供应商

Answer 3

您应该使用Collections.synchronizedList（），因为ArrayList不是线程安全的，并发访问时会出现意外行为，就像您使用并行流（）一样。

我已经修改了你的代码，现在它可以正常工作了：

private static void reduce_parallelStream() {
    List<String> vals = Arrays.asList("a", "b");

    // Use Synchronized List when with parallelStream()
    List<String> join = vals.parallelStream().reduce(Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()),
            (l, v) -> {
                l.add(v);
                return l;
            }, (a, b) -> a // don't use addAll() here to multiplicate the output like [a, b, a, b]
    );
    System.out.println(join);
}

输出：

有时您会得到以下输出：

[a, b]

有时这个：

[b, a]

原因是它是一个并行流（），所以你不能确定执行的顺序。