Akka: Введение

Open Access Quality Assurance & Related Software Development for Financial Markets Tel: +7 495 640 24 60 , +1 415 830 38 49 www.exactpro.com

1

AkkaВведение

Open Access Quality Assurance & Related Software Development for Financial Markets Tel: +7 495 640 2460, +1 415 830 38 49www.exactpro.com

Дата 21.02.2017 Автор Заводчиков Дмитрий

http://www.exactpro.com/

http://exactpro.com/


2

Определение

Акка - это open-source фреймворк, упрощающий написание

многопоточных и распределенных приложений.

• В основе лежит модель акторов.

• Создавался под влиянием популяризации Erlang.

http://www.lightbend.com/akka-five-year-anniversary



3

Проблема

Разделяемое состояние между потоками

Как решать?

synchronized, wait, notify, volatile, Atomics

ReentrantLock, Condition, CyclicBarrier, CountDownLatch

Collections.synchronized(), java.util.concurrent Collections

Thread, ExecutorService



4

Проблема

Обычно многопоточный код плохо масштабируется в зависимости от

количества ядер процессора (производительность растет нелинейно)

Как решать???

Универсального ответа нет

http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4006507/Putting-multicore-processing-in-context-Part-One



5

Взгляд программиста

Junior - многопоточность это сложно

Middle - многопоточность не страшно

Senior - многопоточность это вечная головная боль, корректный код

написать сложно, оптимизация еще сложнее

Junior Middle Senior



6

Акторы

Модель акторов - это модель многопоточных вычислений, в которой

актор является универсальным примитивом вычислений.

Зародилась в 70-80е годы XX века.

https://en.wikipedia.org/wiki/Actor_model




7

Базовые принципы

1. Система состоит из акторов - все активные классы являются

акторами

2. Акторы взаимодействуют между собой при помощи посылки

сообщений

http://blog.scottlogic.com/2014/08/15/using-akka-and-scala-to-render-a-mandelbrot-set.html



8


Актор может выполнять следующие действия в ответ на полученное

сообщение:

• Создавать другие акторы

• Отправлять сообщения другим акторам

• Изменять своё состояние, чтобы изменить свое поведение в

дальнейшем



9


Актор может изменять только своё состояние. Состояние других акторов

должно изменяться только через посылку сообщений, избегая

необходимости синхронизации доступа к данным.

Использование какого-либо общего состояния (как при традиционном

подходе) недопустимо.



10


Разработчики Akka позаботились о нас:

1. Не тратить время на проектирование архитектуры классов и

модели их взаимодействия (способ взаимодействия уже определен)

2. Не нужно думать о поддержке многопоточности (Актор исполняется

“как бы в одном потоке”)

3. Не нужно использовать различные примитивы синхронизации

4. Легко масштабируется (производительность растет практически

линейно)

5. Akka готовит нас к сервис-ориентированной архитектуре



11

Example 1 - создание актора



12

Actor API

ActorRef getSelf()

ActorRef getSender()

ExecutionContext getContext()



13

ActorRef

ActorRef - это объект позволяющий идентифицировать актор. Данный

объект может передаваться по сети, в случае если система

распределенная.

ActorRef содержит в себе ActorPath - своего рода почтовый адрес. Он

формируется из имен акторов с учетом иерархии.



14

Example 2 - инициализация актора



15

Example 3 - Остановка актора



16

Actor lifecycle



17

Посылка сообщений

Существует 2 правила:

1. At-most-once delivery (отсутствие гарантированной доставки)

2. Сообщения между 2 акторами доставляются в том порядке в

котором они отправлены



18

Example - паттерн наблюдатель



19

Actor Hierarchy

Акторы создаются в строго определенной иерархии.



20

Example 4 - иерархия акторов



21

Supervision

1. Продолжить выполнение подчиненного актора, без сброса

состояния

2. Перезапустить подчиненный актор, сброс состояния

3. Остановить подчиненный актор

4. Пробросить ошибку выше



22

Example 5 - Supervision



23

Конфигурирование

Akka содержит множество настроек:

• Уровень и подсистема для логирования

• Настройка типов mailbox и dispatcher

• Поддержка удаленного взаимодействия

• Способ сериализации сообщений



24

Example 6 - конфигурирование



25

Mailbox

Mailbox - это очередь, в которой хранятся полученные сообщения до тех

пор, пока не будут обработаны, или актор не будет остановлен. Обычно

каждый актор имеет свою собственную очередь, но бывают исключения,

когда очередь шарится между несколькими акторами.



26

Bounded vs Unbounded

Unbounded чуточку быстрее в общем случае, однако плохи тем, что в

случае спайка активности есть риск получить OutOfMemory.

В Bounded такого риска нет, но есть риск дедлока. Однако, появляется

возможность планировать capacity системы.

Ничего не мешает придумать собственный механизм Flow Control, тогда

мы можем воспользоваться преимуществами Unbounded очереди.

Правда, нужно подумать, куда именно в цепочке добавить такой

механизм.



27

Example 7 - настройка mailbox



28

Dispacther

Dispatcher - это движок, в котором происходит работа акторов, то есть

вызов метода onReceive.

Dispatсher можно задать как программно, так и через конфигурацию.

Второй вариант считается более предпочтительным.



29

Виды dispatcher

Dispatcher - дефолтный вариант

PinnedDispatcher - производительность (1 актор - 1 поток)

CallingThreadDispatcher - для тестирования



30

Виды dispatсher

Однако, ключевое – это не тип, а количество Dispatcher и привязка

акторов к конкретному dispatcher.

Рекомендуется для io-bounded операций использовать отдельный

Dispatcher, так как ожидание операций ввода-вывода и переключение

контекста потоков будет замедлять обработку других акторов в данном

Dispatcher.



31

Example 8 - настройка dispatcher



32

Полезные ссылки

http://doc.akka.io/docs/akka/2.4/java.html


https://github.com/dzavodchikov/AkkaExamples

https://www.manning.com/books/akka-in-action

http://doc.akka.io/docs/akka/current/scala/howto.html


http://doc.akka.io/docs/akka/2.4/java.html


https://github.com/dzavodchikov/AkkaExamples

https://www.manning.com/books/akka-in-action

http://doc.akka.io/docs/akka/current/scala/howto.html


33

Спасибо



34

exactpro_llc

exactpro

#exactpro exactpro

exactpro

Вопросы и ответы

exactpro в социальных сетях


Technology

Akka: Введение