使用 Future 的快速排序最终陷入僵局

Question

我编写了一个快速排序（方法 quicksortF()），它使用 Scala 的 Future 让分区的递归排序同时进行。我还实现了一个常规的快速排序（方法quicksort()）。不幸的是，当要排序的列表大于大约 1000 个元素（900 个可以工作）时，Future 版本最终会陷入死锁（显然永远阻塞）。源码如下图。

我对 Actors 和 Futures 比较陌生。这是怎么回事？

谢谢！

import util.Random
import actors.Futures._

/**
 * Quicksort with and without using the Future pattern.
 * @author Markus Gumbel
 */
object FutureQuickSortProblem {

  def main(args: Array[String]) {
    val n = 1000 // works for n = 900 but not for 1000 anymore.

    // Create a random list of size n:
    val list = (1 to n).map(c => Random.nextInt(n * 10)).toList
    println(list)
    // Sort it with regular quicksort:
    val sortedList = quicksort(list)
    println(sortedList)
    // ... and with quicksort using Future (which hangs):
    val sortedListF = quicksortF(list)
    println(sortedListF)
  }

  // This one works.
  def quicksort(list: List[Int]): List[Int] = {
    if (list.length <= 1) list
    else {
      val pivot = list.head
      val leftList = list.filter(_ < pivot)
      val middleList = list.filter(pivot == _)
      val rightList = list.filter(_ > pivot)

      val sortedLeftList = quicksort(leftList)
      val sortedRightList = quicksort(rightList)
      sortedLeftList ::: middleList ::: sortedRightList
    }
  }

  // Almost the same as quicksort() except that Future is used.
  // However, this one hangs.
  def quicksortF(list: List[Int]): List[Int] = {

    if (list.length <= 1) list
    else {
      val pivot = list.head
      val leftList = list.filter(_ < pivot)
      val middleList = list.filter(pivot == _)
      val rightList = list.filter(_ > pivot)

      // Same as quicksort() but here we are using a Future
      // to sort the left and right partitions independently:
      val sortedLeftListFuture = future {
        quicksortF(leftList)
      }
      val sortedRightListFuture = future {
        quicksortF(rightList)
      }
      sortedLeftListFuture() ::: middleList ::: sortedRightListFuture()
    }
  }
}

class FutureQuickSortProblem // If not defined, Intellij won't find the main method.?!

Answer 1

免责声明：我从未以任何严肃的方式亲自使用过（2.10 之前的）标准库的 actor 或 future，而且我不喜欢（或至少不理解）一些关于那里的 API，例如与 Scalaz 或 Akka 或 Play 2.0 中的实现相比。

但我可以告诉你，在这种情况下，通常的方法是单子组合你的未来，而不是立即声明它们并组合结果。例如，你可以这样写（注意新的返回类型）：

import scala.actors.Futures._

def quicksortF(list: List[Int]): Responder[List[Int]] = {
  if (list.length <= 1) future(list)
  else {
    val pivot = list.head
    val leftList = list.filter(_ < pivot)
    val middleList = list.filter(pivot == _)
    val rightList = list.filter(_ > pivot)

    for {
      left <- quicksortF(leftList)
      right <- quicksortF(rightList)
    } yield left ::: middleList ::: right
  }
}

就像您的普通实现一样，这不一定非常有效，而且它也会很容易地破坏堆栈，但它不应该用完线程。

作为旁注，为什么Future 上的flatMap 返回Responder 而不是Future？我不知道，还有neither do some other folks。出于这样的原因，我建议完全跳过现已弃用的 2.10 之前标准库基于参与者的并发内容。

Answer 2

据我了解，在 Future 上调用 apply（就像您在连接递归调用的结果时所做的那样）将阻塞，直到检索到结果。