十分钟理解Actor模式

简介:

Actor模式是一种并发模型,与另一种模型共享内存完全相反,Actor模型share nothing。所有的线程(或进程)通过消息传递的方式进行合作,这些线程(或进程)称为Actor。共享内存更适合单机多核的并发编程,而且共享带来的问题很多,编程也困难。随着多核时代和分布式系统的到来,共享模型已经不太适合并发编程,因此几十年前就已经出现的Actor模型又重新受到了人们的重视。MapReduce就是一种典型的Actor模式,而在语言级对Actor支持的编程语言Erlang又重新火了起来,Scala也提供了Actor,但是并不是在语言层面支持,Java也有第三方的Actor包,Go语言channel机制也是一种类Actor模型。


单线程编程


单核单机时代一般都是单线程编程,如果把程序比作一个工厂,那么只有一个工人,这个工人负责所有的事情,所有的原料,工具产品等都放到一个地方,因为只有一个人,因此使用一套工具就行,取原料也不用排队等。wKioL1WOK1TARuclAADkQl8bN5U550.jpg


多线程编程-共享内存


到了多核时代,有多个工人,这些工人共同使用一个仓库和车间,干什么都要排队。比如我要从一块钢料切出一块来用,我得等别人先用完。有个扳手,另一个人在用,我得等他用完。两个人都要用一个切割机从一块钢材切一块钢铁下来用,但是一个人拿到了钢材,一个人拿到了切割机,他们互相都不退让,结果谁都干不了活。

wKiom1WOKpHgGDoXAAFY8MuvOgA842.jpg

假如现在有一个任务,找100000以内的素数的个数,最多使用是个线程,如果用共享内存的方法,可以用下面的代码实现。可以看到,这些线程共享了currentNum和totalPrimeCount,对它们做操作时必须上锁。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
public  class  PrimeCount  implements  Runnable {
    
     private  int  currentNum =  2 ;   //从2开始找
     private  int  totalPrimeCount =  0 //当前已经找到的
     
     //取一个数,不能重复,最大到100000
     private  int  incrCurrentNum() { 
         synchronized  ( this ) {      //如果不用锁,必然会出错。
             if (currentNum >  100000 ) {
                 return  - 1 ;
             else  {
                 int  result = currentNum;
                 currentNum++;
                 return  result;
             }  
         }
     }
     
    //把某个线程找到的素数个数加上
     private  void  accPrimeCount( int  count) { 
         synchronized  ( this ) {
             totalPrimeCount += count;
         }
     }
     
     @Override
      //一直取数并判断是否为素数,取不到了就把找到的个数累加
     public  void  run() { 
         int  primeCount =  0 ;
         int  num;
         while ((num=incrCurrentNum()) != - 1 ) {
             if (isPrime(num)) {
                 primeCount++;
             }
         }
         accPrimeCount(primeCount);
     }
     private  boolean  isPrime( int  num) {
         for ( int  i =  2 ; i < num; i++) {
             if (num % i ==  0 ) {
                 return  false ;
             }
         }
         return  true ;
    
     
     @SuppressWarnings ( "static-access" )
     public  static  void  main(String[] args){
         PrimeCount pc =  new  PrimeCount();
         for ( int  i =  0 ; i <  10 ; i++) {
             new  Thread(pc).start();
         }
         try  {
             Thread.currentThread().sleep( 5000 );
         catch  (InterruptedException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println(pc.getTotalPrimeCount());
     }
     
     public  int  getTotalPrimeCount() {
         return  totalPrimeCount;
     }
  
}


多线程/分布式编程-Actor模型


到了分布式系统时代,工厂已经用流水线了,每个人都有明确分工,这就是Actor模式。每个线程都是一个Actor,这些Actor不共享任何内存,所有的数据都是通过消息传递的方式进行的。

wKiom1WOKyPBDRjpAAGSeStUphQ651.jpg


如果用Actor模型实现统计素数个数,那么我们需要1个actor做原料的分发,就是提供要处理的整数,然后10个actor加工,每次从分发actor那里拿一个整数进行加工,最终把加工出来的半成品发给组装actor,组装actor把10个加工actor的结果汇总输出。

用scala实现,下面是工程的结构:

wKioL1WdJcqjpAFzAAD5VFWMxWE737.jpg

这是它们传递的消息,有一些指令,剩下的都是Int数据:

wKiom1WdJGejogeEAADFcGfvlHM213.jpg

一个Actor的代码结构一般是下面这种结构,不停的接受消息并处理,没有消息就等待:

wKioL1WdJniAb7CiAACCrB88e3w417.jpg

组装者代码:

wKiom1WdJQuC2KISAAD_TzvsHmU128.jpg

分发者代码:

wKiom1WdJT6ToafUAAHzO5b-wbg835.jpg

加工者代码:

wKioL1WdJ8aQb3cnAAH3zqiR_OY263.jpg

主线程代码:

wKiom1WdJkDCESVPAAHn1a3-nqU963.jpg

工程代码可以在附件中下载。这个代码实现的效果与前面用Java实现的是一样的,但是各个线程没有共享内存,也没有锁,这样开发起来容易,而且更适合分布式编程,因为分布式编程本身就不适合共享内存。Scala的Actor不能原生的支持分布式,但是Erlang可以,使用Erlang的Actor,分布式编程就和本地编程基本一样。但是Erlang的语法难懂,而且没有变量,几乎所有需要使用循环的地方都得用递归。


本文转自nxlhero 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/nxlhero/1666250,如需转载请自行联系原作者

相关文章
|
1月前
|
Kubernetes 调度 容器
【赵渝强老师】K8s的Job控制器多工作队列的并行方式
Kubernetes Job 是一次性任务控制器,用于控制 Pod 中的容器执行特定任务。本文介绍了 Job 控制器的工作原理、运行方式及多工作队列并行执行的示例。示例中创建了 5 个作业,以 3 个队列并行执行,整个过程需 2 分钟。文中还提供了详细的 YAML 文件配置和执行命令。
|
7月前
|
监控
两阶段终止模式和Balking模式
两阶段终止模式和Balking模式
57 1
|
存储 安全 编译器
大师学SwiftUI第9章Part 2 - 异步并发之Actor、异步序列、任务组和异步图像
异步任务对于希望释放资源让系统可以执行其它任务的场景非常有用,比如更新界面,但在希望同步执行两个任务时,就需要用到并发。为此,Swift标准库定义了async let语句。
129 2
|
人工智能 负载均衡 监控
支付宝定时任务怎么做?三层分发任务处理框架介绍
本文将从单机定时调度开始,循序渐进地带领大家了解五福定制三层分发任务处理框架。
24722 3
支付宝定时任务怎么做?三层分发任务处理框架介绍
|
程序员
同步模式之犹豫模式Balking
同步模式之犹豫模式Balking是一种多线程编程中的同步模式。在该模式中,线程在执行操作之前会先检查某些条件,如果发现在执行操作之前会导致某些不良后果,则该线程会放弃执行该操作,避免出现问题。
114 0
同步模式之犹豫模式Balking
|
消息中间件 Java
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式(一)
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式(一)
不能错过的分布式ID生成器(Leaf ),好用的一批
Leaf是美团推出的一个分布式ID生成服务,名字取自德国哲学家、数学家莱布尼茨一句话:“There are no two identical leaves in the world.”(“世界上没有两片相同的树叶”),取个名字都这么有寓意,美团程序员牛掰啊!
|
缓存 监控 安全
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式(二)
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式
《JUC并发编程 - 模式篇》保护性暂停模式 | 顺序控制模式 | 生产者消费者模式 | 两阶段终止模式 | Balking模式 | 享元模式(二)
|
消息中间件 前端开发 Java
Actor 模型工作机制和消息机制 | 学习笔记
快速学习 Actor 模型工作机制和消息机制
Actor 模型工作机制和消息机制 | 学习笔记
|
消息中间件 存储 安全
Rebalance&多线程实例消费(十二)
Rebalance&多线程实例消费(十二)

热门文章

最新文章