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Actors编程模型

發(fā)布時間：2023/12/18 编程问答 33 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Actors编程模型小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

　　Actors模型(Actor model)首先是由Carl Hewitt在1973定義，由Erlang OTP (Open Telecom Platform) 推廣，其消息傳遞更加符合面向對象的原始意圖。 Actors屬于并發(fā)組件模型，通過組件方式定義并發(fā)編程范式的高級階段，避免使用者直接接觸多線程并發(fā)或線程池等基礎概念。

　　傳統(tǒng)多數流行的語言并發(fā)是基于多線程之間的共享內存，使用同步方法防止寫爭奪，Actors使用消息模型，每個Actors在同一時間處理最多一個消息，可以發(fā)送消息給其他Actors，保證了單獨寫原則?。從而巧妙避免了多線程寫爭奪。

　　 Actors模型的特點是：

- 隔離計算實體
- "Share nothing"
- 沒有任何地方同步
- 異步消息傳遞
- 不可變的消息消息模型類似mailbox / queue

　　 AKKA框架是一個實現Actors模型的Scala或Java平臺，靈感來自ERlang，能更輕松地開發(fā)可擴展，實現多線程安全應用。

　　Actors是一個輕量級的對象，通過發(fā)送消息實現交互。每個Actors在同一時間處理最多一個消息，可以發(fā)送消息給其他Actors。在同一時間可以于一個Java虛擬機存在數以百萬計的參與者，構架是一個分層的父層（管理） - 子層，其中父層監(jiān)控子層的行為。還可以很容易地擴展Actor運行在集群中各個節(jié)點之間 - 無需修改一行代碼。每個演員都可以有內部狀態(tài)（字段/變量），但通信只能通過消息傳遞，不會有共享數據結構（計數器，隊列）。Akka框架支持兩種語言Java和Scala，

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模型 Model

Actor模型是一個概念模型，用于處理并發(fā)計算。它定義了一系列系統(tǒng)組件應該如何動作和交互的通用規(guī)則，最著名的使用這套規(guī)則的編程語言是Erlang。這篇文章更關注模型本身而不是它在不同語言的實現。

Actors

一個Actor指的是一個最基本的計算單元。它能接收一個消息并且基于其執(zhí)行計算。

這個理念很像面向對象語言，一個對象接收一條消息（方法調用），然后根據接收的消息做事（調用了哪個方法）。

Actors一大重要特征在于actors之間相互隔離，它們并不互相共享內存。這點區(qū)別于上述的對象。也就是說，一個actor能維持一個私有的狀態(tài)，并且這個狀態(tài)不可能被另一個actor所改變。

聚沙成塔

One ant is no ant, one actor is no actor.
光有一個actor是不夠的，多個actors才能組成系統(tǒng)。在actor模型里每個actor都有地址，所以它們才能夠相互發(fā)送消息。

Actors有郵箱

只得指明的一點是，盡管許多actors同時運行，但是一個actor只能順序地處理消息。也就是說其它actors發(fā)送了三條消息給一個actor，這個actor只能一次處理一條。所以如果你要并行處理3條消息，你需要把這條消息發(fā)給3個actors。

消息異步地傳送到actor，所以當actor正在處理消息時，新來的消息應該存儲到別的地方。Mailbox就是這些消息存儲的地方。

Actors通過異步消息溝通，在處理消息之前消息被存放在Mailbox中

Actors做什么

當一個actor接收到消息后，它能做如下三件事中的一件：

Create more actors; 創(chuàng)建其他actors
Send messages to other actors; 向其他actors發(fā)送消息
Designates what to do with the next message. 指定下一條消息到來的行為

前兩件事比較直觀，第三件卻很有意思。

我之前說過一個actor能維持一個私有狀態(tài)。「指定下一條消息來到做什么」意味著可以定義下條消息來到時的狀態(tài)。更清楚地說，就是actors如何修改狀態(tài)。

設想有一個actor像計算器，它的初始狀態(tài)是數字0。當這個actor接收到add(1)消息時，它并不改變它原本的狀態(tài)，而是指定當它接收到下一個消息時，狀態(tài)會變?yōu)?。

容錯 Fault tolerance

Erlang 引入了「隨它崩潰」的哲學理念，這部分關鍵代碼被監(jiān)控著，監(jiān)控者的唯一職責是知道代碼崩潰后干什么（如將這個單元代碼重置為正常狀態(tài)），讓這種理念成為可能的正是actor模型。

每段代碼都運行在process中，process是erlang稱呼actor的方式。這個process完全獨立，意味著它的狀態(tài)不會影響其他process。我們有個supervisor，實際上它只是另一個process（所有東西都是actor），當被監(jiān)控的process掛了，supervisor這個process會被通知并對此進行處理。這就讓我們能創(chuàng)建「自愈」系統(tǒng)了。如果一個actor到達異常狀態(tài)并崩潰，無論如何，supervisor都可以做出反應并嘗試把它變成一致狀態(tài)，這里有很多策略，最常見的是根據初始狀態(tài)重啟actor。

分布式 Distribution

另一個關于actor模型的有趣方面是它并不在意消息發(fā)送到的actor是本地的或者是另外節(jié)點上的。

轉念一想，如果actor只是一些代碼，包含了一個mailbox和一個內部狀態(tài)，actor只對消息做出響應，誰會關注它運行在哪個機器上呢？只要我們能讓消息到達就行了。這允許我們基于許多計算機上構建系統(tǒng)，并且恢復其中任何一臺。

進一步了解

這里是一個快速的概念模型回顧，其中的概念被運用到許多知名語言和庫中，比如Erlang和Elixir， Akka (for the JVM) 和 Celluloid (for Ruby)。

如果你想更深入了解actor及其背后的原理，你可以進一步閱讀下面書籍和文章：

Seven Concurrency Models in Seven Weeks: When Threads Unravel
Programming Elixir
Elixir in Action
Actor模型
為什么Actor模型是高并發(fā)事務的終極解決方案？

這個視頻比較完整地討論了Actor的概念模型。
The Actor Model (everything you wanted to know)

Scala或Erlang的進程信箱都是一種Actor模型，也有Java的專門的Actor模型，這里是幾種Actor模型比較明白了Actor模型原理，使用Disruptor這樣無鎖隊列也可以自己實現Actor模型，讓一個普通對象與外界的交互調用通過Disruptor消息隊列實現，比如LMAX架構就是這樣實現高頻交易，從2009年成功運行至今，被Martin Fowler推崇。

原文地址： http://www.brianstorti.com/the-actor-model/

作者：時見疏星
鏈接：https://www.jianshu.com/p/449850aa8e82
來源：簡書
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轉載于:https://www.cnblogs.com/cjm123/p/8245587.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Actors编程模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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