Actor模型原理

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Actor模型解决了什么问题呢?

并发编程时需要特别注意锁和内存原子性等线程问题,由于Actor模型内部的状态由自己维护,Actor内部数据只能由自己修改,并通过消息传递进行状态修改。所以使用Actor模型进行并发编程可以很好的避免线程问题。

Actor模型是什么样的呢?

Actor的基础是消息传递,其自身由状态、行为、邮箱三部分组成。

  • 状态

Actor中的状态指的是Actor对象的变量信息,由于Actor的状态由自身管理,所以避免了并发环境下的锁和内存原子性等问题。

  • 行为

行为指定的是Actor中的计算逻辑,通过Actor接收到的消息来改变Actor的状态。

  • 邮箱

邮箱是Actor与Actor之间的通信桥梁,邮箱内部通过FIFO消息队列来存储发送方Actor消息,接收方Actor从邮箱队列中获取消息。

Actor模型

使用Actor模型的好处是什么呢?

  • 事件模型驱动

Actor之间的通信是异步的,即使Actor在发送消息后也无需阻塞或等待就能够处理其他事情。

  • 强隔离性

Actor中的方法不能由外部直接调用,所有的一切都是通过消息传递进行的,从而避免了Actor之间的数据共享,若想观察到另一个Actor的状态变化只能通过消息传递进行询问。

  • 位置透明

无论Actor地址是在本地还是在远程,对于代码来说都是一样的。

  • 轻量性

Actor是非常轻量的计算单机,单个Actor仅占400多字节,只需要少量该内存就能达到高并发。

Actor模型的优点是什么呢?

Actor优良的特性适用于解决多种并发问题,消息传输和封装使多个Actor可以同时运行,但它们并不共享状态,而且在单个Actor中所有事件都是串行执行的。所以关于并发,只需要关注多个Actor之间的信息流即可,这对开发人员来说是个重大的利好。每个Actor可以被单独测试,而且当测试覆盖了某个Actor的消息类型和消息顺序时,就可以确定这个Actor非常可靠。如果发现了一个与并发相关的bug,也就知道重点应该在Actor之间的消息流上。

  • 分布式编程

Actor模型支持共享内存模型,也支持分布式内存模型,这带来了很多优点。首先,Actor模型几乎可以解决任何规模问题,因此不需要将问题局限于用一个系统解决。其次,Actor模型可以解决地理分布式问题,对于不同部分需要部署在不同地址位置的软件,Actor模型是极佳的选择。最后,分布式是软件具有容错能力的基石。

  • 容错

使用Actor模型的程序天生具有容错性,这不仅让程序更加健壮,而且通过“任其崩溃”的哲学会让代码更加简单明了。

Actor模型的缺点是什么呢?

尽管使用Actor模型的程序比使用线程和锁模型的程序更容易调试排错,但Actor模型仍会碰到死锁这一类的共性问题,也会碰到一些Actor模型独有的问题,如信箱溢出。

类似于线程与锁模型,Actor模型对并行也没有提供直接支持,需要通过并发的技术来构造并行的方案,这样就会引入不确定性。而且,由于多个Actor并不共享状态,仅通过消息传递来传递交流,因此Actor模型不太适合实施细粒度的并行。

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