Actor介绍(1)

本文主要讲解了Actor编程模型中的基本概念：Actor系统、Actor类、Actor实例、消息、邮箱、Actor引用、分配。

Actor模型目标

（1）彻底消除共享内存的需求
（2）解决与共享内存有关的问题，如数据争用与同步化

Actor模型处理消息

（1）可变状态被限定在Actor模型作用域内
（2）Actor模型收到消息的时候，可变状态有可能被修改
（3）Actor模型收到消息会以串行方式执行，一个接一个执行，这确保了Actor模型中的可变状态永远不会并发执行

Actor对象数量

（1）Actor对象的数量可以比处理器的数量高出多个数量级
（1）Actor模型可以决定何时向指定的Actor对象分配处理器时间，使得Actor对象能够处理消息

分布式程序设计

编写跨多台计算机和设备运行的应用程序的技术

位置透明性

（1）通过Actor模型可以在一台计算机的单进程中运行，也可以在多进程中运行
（2）可以编写在通过网络相连的多台计算机中运行
（3）程序员无需知道创建Actor对象和发送消息的具体位置
（4）无需了解网络中计算机之间的情况，来设计分布式系统

通过Akka框架介绍Actor模型

（1）声明Actor类并创建实例
（2）创建Actor状态模型并添加复杂的Actor行为
（3）处理Actor对象的层次结构和声明周期
（4）Actor对象消息通信中使用的多种传递方式
（5）使用内置的Actor监督机制实现错误恢复
（6）使用Actor模型创建透明的并发和分布式程序

解释：Actor1发送消息给Actor2的时候，会先将消息放入Actor2的邮箱（mailbox）,Actor1可以等待消息，也可以不等待消息返回，Actor2从自己的邮箱中取出消息，进行处理。

Flink中就使用Akka来进行消息通信的

为了更好进行源码解析，这里来讲下RPC通信中用到的Akka框架

Actor模型类比

Actor系统理解成一个公司，公司有人员就是Actor，每个人有一个邮箱，每个Actor也有一个邮箱

Actor系统

Actor系统是一个具有层次结构的团体，在这个团体中每个角色都拥有通用的配置选项。
Actor系统职责：创建新的Actor对象、在Actor体系定位Actor对象、记录重要事件
Actor体系类比为：一个软件公司

Actor类

Actor类用于描述角色内部状态和角色处理消息的模板
通过同一Actor类可以创建多个Actor实例
Actor类类比为：软件公司中职位描述，测试工程师或开发工程师等等

Actor实例

Actor实例是在运行程序时存在的实体，Actor的实例只能接收消息。
Actor实例类比：实际干活的人

消息

消息是一种通信数据单位，Actor对象使用消息进行通信。在Akka中任何对象都可以别用作消息，Actor对象发送消息后会继续执行其它操作，而不会等待其它Actor对象收到消息后再开始新的工作
员工发送邮件后就去干别的事情了，员工不会等到对方收到邮件才干别的事情。
消息类比：邮件内容

邮箱

邮箱就像一块用于缓存消息的内存区域，每个Actor都有一块专属区域。同一时刻一个员工只能处理一个邮件，Actor实例同一时刻只能处理一条消息，邮箱在任意时刻都可能有多条消息。
邮箱：类比邮件的邮箱

Actor引用

Actor引用是一种对象，使用这个对象可以向指定的Actor实例发送消息。Actor引用会对程序员隐藏Actor实例的存储位置信息。
无论员工在做什么，在哪里，都可以收邮件
Actor引用类比：邮件的邮箱地址。

分配器

分配器是一种组件，它决定何时允许Actor实例处理消息，并为Actor实例分配相应的计算资源。
分配器确保了消息缓存区非空的Actor实例，最终由指定的线程运行，这些消息以串行的方式被处理。
分配器类比：公司规定回复邮件的规章制度。技术支持要求接到邮件马上回复，软件工程师要求可以不马上回复。

Actor创建和使用demo

package com.beenrun.akka.demo


import akka.actor.{Actor, Props}
import akka.event.Logging


/**
 * HelloActor 为Actor类
 * @param hello
 */
class HelloActor (val hello : String) extends Actor{
  val log = Logging(context.system,this)


  /**
   * 重写了receive方法
   * @return
   */
  override def receive: Receive = {
    case `hello` =>
      log.info(s"Received a '$hello' ... $hello")
    case msg =>
      log.info(s"Unexpected message '$msg'")
      context.stop(self)
  }
}


object HelloActor{
  //伴生对象中使用重载的工厂方法创建HelloActor实例，下面两种方法创建都可以
  def props(hello: String) = Props(new  HelloActor(hello))
  def propsAlt(hello: String) = Props(classOf[HelloActor],hello)
}

创建实例并运行

package com.beenrun.akka.demo


import akka.actor.{ActorRef, ActorSystem}


object ActorsCreate extends App {
  lazy val ourSystem = ActorSystem("OurExampleSystem")
  val hiActor:ActorRef = {
    ourSystem.actorOf(HelloActor.props("hi"),name = "greeter")
  }
  hiActor ! "hi"
  Thread.sleep(1000)


  hiActor ! "hola"
  Thread.sleep(1000)
  ourSystem.terminate()


}


/**
 * 运行结果
 * [INFO] [02/03/2023 07:53:58.600] [OurExampleSystem-akka.actor.default-dispatcher-2] [akka://OurExampleSystem/user/greeter] Received a 'hi' ... hi
[INFO] [02/03/2023 07:53:59.600] [OurExampleSystem-akka.actor.default-dispatcher-3] [akka://OurExampleSystem/user/greeter] Unexpected message 'hola'


 */

Akka中的receive方法源码

receive方法必须返回一个偏函数

trait Actor {
  // to make type Receive known in subclasses without import
    type Receive = Actor.Receive
        
      /**
   * Scala API: This defines the initial actor behavior, it must return a partial function
   * with the actor logic.
   */
  //#receive
  def receive: Actor.Receive
  }
  
  
object Actor {
  /**
   * Type alias representing a Receive-expression for Akka Actors.
   */
  //#receive
  //这里声明一个别名，
  type Receive = PartialFunction[Any, Unit]
  }


}

总结

本文主要讲解了Actor编程模型中的基本概念：Actor系统、Actor类、Actor实例、消息、邮箱、Actor引用、分配。并编写了第一个Demo实例。

奇迹的出现往往就在再坚持一下的时候！

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