为什么随机排序答案

【问题标题】：Why random order为什么随机排序
【发布时间】：2016-07-13 01:22:09
【问题描述】：

我正在关注模拟并行地图的模块。

defmodule Parallel do

  def pmap(collection, fun) do
    me = self

    collection
        |> Enum.map(fn (elem) ->
                spawn_link fn -> send(me, { self, fun.(elem) }) end
             end)
        |> Enum.map(fn (pid) ->
                receive do { ^pid, result } ->
                    result
                end
        end)
  end
end

我按预期编译、运行并得到结果：

iex(5)> Parallel.pmap 1..1000, &(&1 * &1)
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196, 225, 256 ...]

当我从 receive do { pid, result } -> 中删除 pin 打印操作符时，我就没有正确顺序的列表了：

[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196, 256, 225, 289, 361...]

为什么 pin 操作员会影响订单？

【问题讨论】：

标签： elixir

【解决方案1】：

您正在启动一千个并发进程。它们中的每一个在完成时都会发送一条包含其 PID 和结果的消息。调度程序是非确定性的，因此可能会以随机顺序接收消息。

pin 运算符的意思是“不分配变量，但模式匹配”。

让我们考虑一个例子，当您有三个消息以相反的顺序出现时：

{pid3, 9}
{pid2, 4}
{pid1, 1}

{^pid, result} 匹配的是具体的 PID，所以当第一条消息到达时，模式匹配失败，消息被存储在邮箱中。

当第二个出现时，也会发生同样的情况。

当第三条消息到来时，它匹配，你得到结果，然后你继续匹配下一个 pid2，它已经在邮箱中。最后，您在 pid3 上进行匹配，并直接从邮箱中获取。

使用{pid, result}，您正在重新分配pid 变量。当第一条消息到达时，它会匹配并且 pid 将被分配pid3 的值。

最后，您将获得按到达顺序排列的消息列表。

另外，请参阅我关于 pin 运算符的其他答案：https://stackoverflow.com/a/27975233/912225

【讨论】：

【解决方案2】：

当您映射元素集合并为集合中的每个元素生成一个新进程时，您将返回一个 pid 列表：这些 pid 将与您正在映射的集合的顺序相同，即，给定elem 的pid 在pid 列表中的位置与原始集合中的elem 相同。这就是映射的工作原理，您将操作应用于列表的每个元素并返回这些操作的结果列表。

现在，您映射 pid 列表。当您在^pid 上匹配时，代码将阻塞，直到来自您正在映射的当前pid 的消息到达当前进程。但是，{^pid, result} 消息可能不是当前进程的消息队列中的唯一一个或第一个消息：由于所有生成的进程现在都在并行运行，因此它们不会按照它们的顺序发送结果已经产生了。这意味着当您在{^pid, result} 上接收和匹配时，消息队列可能在匹配{^pid, result} 的消息之前有其他消息（{pid_1, result_1}、{pid_2, result_2}）。由于接收进程在 Erlang 中的工作方式，如果这些消息与 receive 中的模式不匹配，这些消息将被跳过，直到其中一个匹配（或者我们继续等待匹配的新消息）。

当您匹配 {pid, result} 时，您是说任何二元素元组都可以：在这种情况下，pid 很可能不是您当前正在映射的 pid，这正是我所说的原因大约在上面（生成的进程将以不可预测的顺序发回结果）。

更直观的表示：假设您在当前进程中有这个消息队列，在衍生进程开始运行之后（我们将调用衍生进程pid1、pid2，等等）：

# The one on top is the first in the message queue:
{pid3, res3}
{pid1, res1}
{pid4, res4}
{pid5, res5}
{pid2, res2}

假设您当前正在映射pid1（即，您传递给Enum.map/2 的函数中的pid 是pid1）。

当你做receive do {^pid, res} -> ...（和pid == pid1）时，第一条消息将不匹配；因此，下一条消息将被匹配，而这条消息将被匹配。 {pid3, res3} 将被放回消息队列中，receive 将与 {pid1, res1} 一起执行。消息队列如下所示：

# The one on top is the first in the message queue:
{pid3, res3}
{pid4, res4}
{pid5, res5}
{pid2, res2}

回到原来的队列：现在，如果你匹配{pid, res}（没有^ pin 操作符），任何两个元素的元组都会匹配；具体来说，{pid3, res3} 将匹配并且receive 块将被执行（即使我们正在映射的pid 是pid1）。这意味着在结果列表中，第三个元素的结果（为此生成了pid3）代替了第一个元素的结果：随机顺序！

【讨论】：