Akka是JAVA虚拟机JVM平台上构建高并发、分布式和容错应用的工具包和运行时。Akka用Scala语言写成,同时提供了Scala和JAVA的开发接口。

Akka处理并发的方法基于Actor模型。在Akka里,Actor之间通信的唯一机制就是消息传递。 

写过多线程的人都不会否认,多线程应用的维护是件多么困难和痛苦的事。我说的是维护,这是因为开始的时候还很简单,一旦你看到性能得到提升就会欢呼雀跃。然而,当你发现很难从子任务的错误中恢复或者有些僵尸BUG很难复现再或者你的分析器显示你的线程在写入一个共享状态前大部分时间都浪费在阻塞上面的时候,痛苦降临了。

我刻意没提Java的并发API,以及它里面的集合类使得多线程编程变得多么轻松简单,因为我相信既然你们点进了这篇文章,那就说明你希望能更好地控制你的子任务,或者你就是不喜欢使用锁以及同步块,希望能有一种更高层次的抽象。

在本系列的Akka笔记中,我们将通过一些简单的Akka例子来体验下它的诸多特性。

什么是Actor?

Akka中的Actor遵循Actor模型。

你可以把Actor当作是人。这些人不会亲自去和别人交谈。他们只通过邮件来交流。

我们来稍微解释下这点。

1. 消息传递

假设有两个人——一个聪明的老师和一个学生。学生每天早上都会发一封邮件给老师,而老师则会回复一句名言。

需要注意的地方:

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。
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——消息传递。Akka简介_Akka简介

2. 并发

现在,想像一下3个聪明的老师和3个学生——每个学生都会向所有老师分别发送笔记。这会发生什么?事实上没有任何改变。每个人都有自己的邮箱。这里有一点值得强调一下:

默认情况下,邮箱中的邮件是按它们到达的顺序进行处理的。

由于没有人在等待邮件,这就是一个非阻塞的消息。(Akka[内置包含许多种邮箱实现,包括有界的以及基于优先级的)。事实上,我们自己也能开发一个。

Akka简介_Akka简介_02

3. 失败处理

想像下这三个老师是不同系的——历史,地理以及哲学。

历史老师对过去的某个事件进行了评论,地理老师则发送了一个很有意思的地方,而哲学老师回复了一句名言。每个学生都分别给各个老师发送邮件并收到回信。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。Akka简介_Akka简介_03

需要注意的地方:

1. 会有一个Actor的池,每个Actor会处理不同的事件。
2. Actor做的事情可能会抛出异常。它自己无法从中恢复。这种情况下,需要再生成一个新的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),后面我们会再讲到它们。

4. 多任务

我们假设下每个老师都会通过邮件来发送考试成绩,如果学生这么要求的话。类似的,Actor也可能会处理多种类型的消息。

5. 消息链

那如果学生不想收到多封邮件,而是一封该怎么办呢?

Actor同样可以完成这个。我们可以将老师进行分层。后面我们讲到Supervisor和Future的时候会再回来讲下这点。

应Mohan的要求,我们把类比的实体和Actor模型中的组件做一下映射。

Akka简介_Akka简介_04

学生和老师都是我们的Actor。收件箱就是Mailbox组件。请求和响应是不可修改的。它们都是不可变对象。最后,Actor中的MessageDispatcher组件会管理邮箱并将消息路由到对应的Mailbox中。

 

Actor模型 
  在计算机科学领域,Actor模型是一个并行计算(Concurrent Computation)模型,它把actor作为并行计算的基本元素来对待:为响应一个接收到的消息,一个actor能够自己做出一些决策,如创建更多的actor,或发送更多的消息,或者确定如何去响应接收到的下一个消息。

Akka简介_Akka简介_05

 

Actor是Akka中最核心的概念,它是一个封装了状态和行为的对象,Actor之间可以通过交换消息的方式进行通信,每个Actor都有自己的收件箱(Mailbox)。通过Actor能够简化锁及线程管理,可以非常容易地开发出正确地并发程序和并行系统。 

Actor具有如下特性:

①提供了一种高级抽象,能够简化在并发(Concurrency)/并行(Parallelism)应用场景下的编程开发

②提供了异步非阻塞的、高性能的事件驱动编程模型

③超级轻量级事件处理(每GB堆内存几百万Actor)

为什么要用Akka?

1、Akka提供可扩展的实时事务处理。

2、Akka是一个运行时与编程模型一致的系统。为以下目标设计:①垂直扩展(并发)②水平扩展(远程调用)③高容错

3、在Akka的世界里,只有一个内容需要学习和管理,具有高内聚和高一致的语义。

4、Akka是一种高度可扩展的软件。这不仅仅表现在性能方面,也表现在它所适用的应用的大小。Akka的核心,Akka-actor是非常小的,可以非常方便地放进你的应用中,提供你需要的异步无锁并行功能,不会有任何困扰。

5、你可以任意选择Akka的某些部分集成到你的应用中,也可以使用完整的包——Akka 微内核,它是一个独立的容器,可以直接部署你的Akka应用。随着CPU核数越来越多,即使你只使用一台电脑,Akka也可作为一种提供卓越性能的选择。 Akka还同时提供多种并发范型,允许用户选择正确的工具来完成工作。

使用Akka的优势

1、AKKA提供一种Actor并发模型,其粒度比线程小很多,这意味着你可以在项目中使用大量的Actor。

2、Akka提供了一套容错机制,允许在Actor出错时进行一些恢复或者重置操作

3、AKKA不仅可以在单击上构建高并发程序,也可以在网络中构建分布式程序,并提供位置透明的Actor定位服务