简介

Actor模型是一种并行计算模型，提供了一种用于构建并发、分布式系统的形象办法

在Actor模型中，计算被示意为独立的、轻量级的计算单元，称为Actor，能够发送和接管音讯并进行本地计算

作为一种通用的消息传递编程模型，被宽泛用于构建大规模可伸缩分布式系统

核心思想是独立保护隔离状态，并基于消息传递实现异步通信

Actor模型组成

  • 存储：每个 Actor 持有一个邮箱（mailbox），实质上是一个队列，用于存储音讯
  • 通信：每个 Actor 能够发送音讯至任何 Actor，应用异步消息传递，不保障音讯达到指标 Actor 时的程序
  • 计算： Actor 能够通过解决音讯来更新外部状态，对于内部而言，Actor 的状态是隔离的isolated state

劣势

  • 每个 Actor 独立运行，因而程序天然是并行的
  • 每个Actor都齐全独立于其余实例，不存在共享内存和竞争条件的问题，能够防止并发编程中的一些难点
  • 通过消息传递进行通信，每个Actor都有一个邮箱来接管音讯，每次只解决一个音讯，以确保状态的一致性和线程平安
  • 消息传递是异步的，发送方不须要期待接管方的响应，从而防止了锁和同步的开销
  • 提供高度的并发性和可扩展性，可能无效地解决多核CPU和分布式系统中的并发编程问题
  • 提供良好的容错性和可恢复性，因为每个Actor都有本人的状态和行为，能够更容易地实现零碎的容错和复原

Actor 基于线程的任务调度

为每一个 Actor 调配一个独立的执行过程（线程），独占该线程，能够是操作系统线程，协程或者虚拟机线程

如果以后 Actor 的邮箱为空，Actor 会阻塞以后线程，期待接管新的音讯

因为线程数量受到零碎的限度，因而 Actor 的数量也会受到限制

Actor基于事件驱动的任务调度

只有在事件触发（即接管音讯）时，才为 Actor 的任务分配线程并执行，当事件处理完毕，即退出线程

该形式能够应用很少的线程来执行大量 Actor 产生的工作，也是当初大部分Actor模型所采纳的调度形式

这种实现与 run loop、event loop 机制十分类似

rust中的Actor模型实现-actix

Actix 建设在 Actor 模型的根底上，容许将应用程序编写为一组独立执行但合作的Actor，这些Actor通过音讯进行通信

Actor 是封装状态和行为的对象，并在actix 库提供的Actor零碎中运行

Actor 在特定的执行上下文 Context<A> 中运行， 上下文对象仅在执行期间可用， 每个 Actor 都有一个独自的执行上下文，执行上下文还管制 Actor 的生命周期。 Actor 仅通过替换音讯进行通信

任何 Rust 类型都能够是 Actor，只须要实现 Actor Trait 即可

为了可能解决特定音讯，参与者必须为此音讯提供 Handler<M> 实现

根本应用

批改Cargo.toml

[dependencies]actix = "0.11.0"actix-rt = "2.2"

批改main.rs

use actix::prelude::*;/// 定义音讯的类型，rtype指定返回类型#[derive(Message)]#[rtype(result = "Result<bool, std::io::Error>")]struct Ping;// 定义Actorstruct MyActor;// 集成Actor Traitimpl Actor for MyActor {    type Context = Context<Self>;    fn started(&mut self, ctx: &mut Context<Self>) {        println!("Actor is alive");    }    fn stopped(&mut self, ctx: &mut Context<Self>) {        println!("Actor is stopped");    }}/// Define handler for `Ping` messageimpl Handler<Ping> for MyActor {    type Result = Result<bool, std::io::Error>;    fn handle(&mut self, msg: Ping, ctx: &mut Context<Self>) -> Self::Result {        println!("Ping received");        Ok(true)    }}#[actix_rt::main]async fn main() {    // Start MyActor in current thread    let addr = MyActor.start();    // Send Ping message.    // send() message returns Future object, that resolves to message result    let result = addr.send(Ping).await;    match result {        Ok(res) => println!("Got result: {}", res.unwrap()),        Err(err) => println!("Got error: {}", err),    }}

运行后果

Actor is alivePing receivedGot result: true

浏览参考

浅谈 Actor 模型

懒人专用高并发：Actor模型

Actix Actor官网文档