17.Scala-Actor 并发

今天药忘吃喽~ 2024-04-20 09:08 111阅读 0赞

# 第17章 Actor 并发 #

## 17.1 Actor 模型 ##

Actor 模型在并发程序中通过尽量避免锁和共享状态来设计并发，整个

Actor 模型是一个异步模型，系统中抽象出很多 Actor，每一个 Actor 是一个

消息的发送方和接受方，每一个 Actor 都有一个邮箱，类似于队列，ActorA

发送消息给 ActorB，不是通过直接调用，而是将消息发送的 ActorB 的邮箱里

面，ActorB 检测到消息后从阻塞状态恢复，处理消息，达到两个 Actor 之间

的消息通讯。AKKA 是使用 Scala 语言基于 Actor 模型实现的一个并发库。

![1604514-20190705032117254-632420475.png][]

### 17.1.1 消息传递 ###

假设有通讯模型：学生和老师。学生每天早上都会给老师发送邮件，而

聪明的老师都会回复一句名言。这里需要解释：

1、学生发送邮件。一旦发送成功，邮件不能再修改。这天然就具备了不

可变性；

2、老师会自己决定何时检查邮箱；

3、老师还会回复一封邮件（也是不可变的）；

4、学生会自己决定何时检查邮箱；

5、学生不会一直等待回信（非阻塞的）

这就可以总结出 Actor 模型的一个基本特征—异步消息传递

![1604514-20190705032226588-950990872.png][]

### 17.1.2 并发 ###

假设有三个聪明的老师和三个学生。每个学生都会给每个老师发送邮

件。每个人都有他自己的邮箱。这里需要注意的一点：默认情况下，邮箱里

面的邮件是按照他们先后达到的次序进行阅读和处理的。很想一个队列。

![1604514-20190705032311430-261475331.png][]

### 17.1.3 错误恢复 ###

假如这三个老师分别来自不同的院系：历史系、地理系和哲学系。

历史系的老师用过去的某个事件笔记进行回复；而地理系的老师回复了

一个有趣的地点；哲学系的老师回复了一个引用。每个学生分别给每个老师

发送消息并分别得到回复。学生并不关心邮件到底是系里的哪个老师回复

的。如果有一天有个老师生病了呢？系里至少得有一个老师在处理邮件才

行。这样的话，系里的另一位老师就会顶上这项工作。

![1604514-20190705032349174-1436667644.png][]

这里需要注意的地方：

1、会有一个 Actor 池，每个 Actor 会处理不同的事件。

2、Actor 做的事情可能会抛出异常，而它自己无法从中恢复。在这种情

况下，需要再生成（created ）一个新的 Actor 来顶替它。换句话说，这个新

的 Actor 会忽略刚才那条消息，继续处理剩余的消息。这些也被称为指令

（Directive）。

### 17.1.4 多任务 ###

假设学生需要考试成绩，每个老师是通过邮件来发送的。也就是说，

Actor 可以处理多种类型的消息。

### 17.1.5 消息链 ###

假如学生只想收到一封邮件而不是三件呢？

我们也可用用 Actor 来实现！我们可以通过分层来把老师连在一起。

![1604514-20190705032440234-847056967.png][]

学生和老师变成我们的 Actor，Email Inbox 对应 Mailbox 组件。请求和

响应不可修改、它们是不可变对象。最后，Actor 中的 MessageDispatcher 组

件将管理 mailbox，并且将消息路由到对应的 Mailbox 中。

## 17.2 Actor 消息传递 ##

我们现在考虑消息从 StudentSimulatorApp 单独发送到 TeacherActor。这

里所说的 StudentSimulatorApp 只不过是一个简单的主程序。

![1604514-20190705032526926-1925640839.png][]

这副图片解释如下：

1、Student 创建了一些东西，称为 ActorSystem；

2、他用 ActorSystem 来创建一个 ActorRef，并将 QuoteRequest message

发送到 ActorRef 中（到达 TeacherActor 的一个代理）；

3、ActorRef 将 message 单独传输到 Dispatcher；

4、Dispatcher 将 message 按照顺序保存到目标 Actor 的 MailBox 中；

5、然后 Dispatcher 将 Mailbox 放在一个 Thread 中

6、MailBox 按照队列顺序取出消息，并最终将它递给真实的

TeacherActor 接受方法中。

### 17.2.1 App 程序 ###

![1604514-20190705032631014-2122415394.png][]

正如我们从图中了解到，App 程序的创建如下步骤：

1、创建一个 ActorSystem；

2、用创建好的 ActorSystem 来创建一个通往 Teacher Actor 的代理

(ActorRef)

3、将 message 发送到这个代理中。

### 17.2.2 创建一个 ActorSystem ###

ActorSystem 是进入 Actor 世界的切入点，通过 ActorSystem 你可以创建

和停止 Actors，甚至关掉整个 Actor 环境！

另一方面，Actor 是一个体系，ActorSystem 类似于 java.lang.Object or

scala.Any，能够容纳所有的 Actor!它是所有的 Actor 的父类。当你创建一个

Actor，你可以用 ActorSystem 的 actorOf 方法。

![1604514-20190705032723541-1323290992.png][]

初始化 ActorSystem 的代码类似下面：

val system=ActorSystem("UniversityMessageSystem")

UniversityMessageSystem 就是你给 ActorSystem 取得名字。

### 17.2.3 为 Teacher Actor 创建代理 ###

val teacherActorRef:ActorRef=actorSystem.actorOf(Props\[TeacherActor\])

actorOf 是 ActorSystem 中创建 Actor 的方法。但是正如你所看到的，它

并不返回我们所需要的 TeacherActor 对象，它的返回类型为 ActorRef。

ActorRef 为真实 Actor 的充当代理，客户端并不直接和 Actor 进行通信。

这就是 Actor Model 中的处理方式，该方式避免直接进入 TeacherActor 或者任

何 Actor 中的任何 custom/private 方法或者变量。

你仅仅将消息发送到 ActorRef ，该消息最终发送到你的 Actor 中，你无

法直接和你的 Actor 进行直接通信。

![1604514-20190705032834115-706437353.png][]

### 17.2.4 将 message 发送到代理中 ###

message 一般是我们定义 case 类，只要通过 ！ 操作符就能发送消息。

如下：

teacherActorRef ! QuoteRequest

### 17.2.5 DISPATCHER 和邮箱 ###

ActorRef 取出消息并放到 Dispatcher 中。Dispatcher 将 message 从

ActorRef 传递到 MailBox 中。在这种模式下，当我们创建了 ActorSystem 和

ActorRef,Dispatcher 和 MailBox 也将会创建。

每个 Actor 都有一个 MailBox。在我们之前的模型中，每个 Teacher 也有

一个 MailBox。Teacher 需要检查 MailBox 并处理其中的 message。MailBox 中

有个队列并以 FIFO 方式储存和处理消息。

![1604514-20190705032929357-1906149177.png][]

### 17.2.6 Actor 处理 ###

![1604514-20190705033005692-119764514.png][]

当 MailBox 的 run 方法被运行，它将从队列中取出消息，并传递到 Actor

的 receive 方法匹配消息并进行处理。

## 17.3 Actor 配置 ##

我们可以用 ActorSystem 类中的 actorOf 方法来创建 Actor。其实在

ActorSystem 中有大量的方法我们可以用，在这里我将介绍 Configuration 和

Scheduling 方法。

当我们创建 ActorSystem，用的是 ActorSystem 对象的 apply 方法，而该

并没有注明任何的配置，它将在 classpath 中寻找 application.conf、

application.json 和 application.properties，并自动的加载他们。所以这段代码

val system=ActorSystem("UniversityMessagingSystem")

如果你不喜欢用 application.conf，或者想拥有你自己的配置文件。你可

以通过重载来传递你自己的配置，而不是从 classpath 来获取。

ConfigFactory.parseString 就是一种方法：

val actorSystem=ActorSystem("UniversityMessageSystem",

ConfigFactory.parseString("""akka.loggers =

\["akka.testkit.TestEventListener"\]"""))

当然，你也可以用 ConfigFactory.load 来实现

val system = ActorSystem("UniversityMessageSystem",

ConfigFactory.load("uat-application.conf"))

如果你想在运行的时候获取你自己的配置参数，你可以通过下面的 API

获取：system.settings.config.getValue("akka.loggers"))

## 17.4 Actor 调度 ##

在 ActorSystem 中有大量的方法调用 scheduler，而 scheduler 返回的是

Scheduler。Scheduler 中有大量的 schedule 方法，利用他们我们可以在 Actor

环境下做大量的调度事件。context.system.scheduler。

转载于:https://www.cnblogs.com/LXL616/p/11136047.html

[1604514-20190705032117254-632420475.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/1d3d2f40e5814b03bc5e167aa955d236.png
[1604514-20190705032226588-950990872.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/f62fc4cfb4cb40b291fbb0d74f5100fe.png
[1604514-20190705032311430-261475331.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/da825ed8b9514a29a9ca1ff270704207.png
[1604514-20190705032349174-1436667644.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/585a59f34e944b05b626760b4ba638bb.png
[1604514-20190705032440234-847056967.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/79033bb0fb7040e59a01181e3a7bc014.png
[1604514-20190705032526926-1925640839.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/a9cfdd2bb3c041a787a2999f8f8c5483.png
[1604514-20190705032631014-2122415394.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/f1549606aed844949dc7ed5911f8c0be.png
[1604514-20190705032723541-1323290992.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/30544b683397419da6b26187bde47609.png
[1604514-20190705032834115-706437353.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/d65d32022bb64e05a470bb6a2efa4411.png
[1604514-20190705032929357-1906149177.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/ea5f08d1c473482282dbda443273d3d8.png
[1604514-20190705033005692-119764514.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/f8e66f9c094e4fe298ec7b4869118378.png