Scala的actor

1. Scala Actor

（1）相关介绍：

Scala中的actor能够实现并行编程的强大功能，他是基于事件模型的并发机制，scala是运用消息（message）的发送、接收来实现多线程的（Java是使用共享内存实现的）。使用 Scala 能够更容易地实现多线程应用的开发。

一个actor是一个容器，它包含状态，行为，信箱，子actor和监督策略。所有这些包含在一个actorReference（Actor引用）里。一个actor需要与外界隔离才能从actor模型中获益，所以actor是以actor引用的形式展现给外界的。

（2）Java并发编程模型与scala actor模型的区别：

1）Java ：

- Java 中的并发编程基本上满足了事件之间相互独立，但是事件不能够同时发生的场景的需要。

- Java 中的并发编程是基于共享数据和加锁的一种机制，即会有一个共享的数据，然后有 若干个线程去访问这个共享的数据(主要是对这个共享的数据进行修改)，同时 Java 利用加锁 的机制(即 synchronized)来确保同一时间只有一个线程对我们的共享数据进行访问，进而保 证共享数据的一致性。

- Java 中的并发编程存在资源争夺和死锁等多种问题，因此程序越大问题越麻烦。

2）scala actor ：

- Scala 中的 Actor 是一种不共享数据，依赖于消息传递的一种并发编程模式，避免了死锁、资源争夺等情况。在具体实 现的过程中，Scala 中的 Actor 会不断的循环自己的邮箱，并通过 receive 偏函数进行消息的模式匹配并进行相应的处理。

- 如果 Actor A 和 Actor B 要相互沟通的话，首先 A 要给 B 传递一个消息，B 会有一个收件箱，然后 B 会不断的循环自己的收件箱，若看见 A 发过来的消息，B 就会解析 A 的消息并执行，处理完之后就有可能将处理的结果通过邮件的方式发送给 A。

对于 Java，我们都知道它的多线程实现需要对共享资源（变量、对象等）使用 synchronized 关键字进行代码块同步、对象锁互斥等等。而且，常常一大块的 try…catch 语句块中加上 wait 方法、notify 方法、notifyAll 方法是让人很头疼的。原因就在于 Java 中多数使用的是 可变状态的对象资源 ，对这些资源进行共享来实现多线程编程的话，控制好资源竞争与防止对象状态被意外修改是非常重要的，而对象状态的不变性也是较难以保证的。而在 Scala 中， 我们可以通过 复制不可变状态的资源 （即对象，Scala 中一切都是对象，连函数、方法也是） 的一个副本，再基于 Actor 的消息发送、接收机制进行并行编程。

（3）actor中发消息的方式：

（4）actor入门实例：

pom.xml：

<properties>
      <scala.version>2.11.8</scala.version>
      <scala.actors.version>2.11.8</scala.actors.version>
</properties>
<dependencies>
      <dependency>
          <groupId>org.scala-lang</groupId>
          <artifactId>scala-library</artifactId>
          <version>${scala.version}</version>
      </dependency>
                  <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.scala-lang/scala-actors -->
      <dependency>
          <groupId>org.scala-lang</groupId>
          <artifactId>scala-actors</artifactId>
          <version>${scala.actors.version}</version>
      </dependency>
</dependencies>

object Base_Actor {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //调用start方法
    new MyActor1().start()
    new MyActor2().start()
  }
}
////继承Actor类，相当于Java中的Thread
class MyActor1 extends Actor{
  //重新 act 方法，相当于Java中的run方法
  override def act(): Unit = {
    println("hahaha")
  }
}
//继承Actor类，相当于Java中的Thread
class MyActor2 extends Actor{
  //重新 act 方法，相当于Java中的run方法
  override def act(): Unit = {
    println("hello world")
  }
}
// 注意：上面分别调用了两个单例对象的 start()方法，他们的 act()方法会被执行，相同与在 Java 中开启了两个线程，线程的 run()方法会被执行，这两个 Actor 是并行执行的。

2. Akka Actor

(1) Akka Actor介绍:

Akka 基于 Actor 模型，提供了一个用于构建可扩展的（Scalable）、弹性的（Resilient）、快速响应的（Responsive）应用程序的平台。

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。

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，每一个actor都有自己的收件箱。通过Actor能够简化锁及线程管理，可以非常容易的开发出正确的并发程序和并行系统。

Actor 特性： 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 提供了 异步非阻塞 的、高性能的事件驱动编程模型 超级轻量级事件处理（每 GB 堆内存几百万 Actor）

(2) Akka Actor 重要API:

- ActorSystem：在 Akka 中，ActorSystem 是一个重量级的结构，他需要分配多个线程，所以在实际应用中， ActorSystem 通常是一个单例对象，我们可以使用这个 ActorSystem 的 actorOf 方法创建很多 Actor。

- Actor：在 Akka 中，Actor 负责通信，在 Actor 中有一些重要的生命周期方法。

- preStart()方法：该方法在 Actor 对象构造方法执行后执行，整个 Actor 生命周期中仅执行一次。

- receive()方法：该方法在 Actor 的 preStart 方法执行完成后执行，用于接收消息，会被反复执行。

(3) Akka Actor 入门案例:

pom.xml

<properties>
    <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
    <maven.compiler.source>1.7</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>1.7</maven.compiler.target>
      <scala.version>2.11.8</scala.version>
      <scala.actors.version>2.11.8</scala.actors.version>
      <akka.version>2.4.17</akka.version>
  </properties>
    <dependencies>
      <dependency>
          <groupId>org.scala-lang</groupId>
          <artifactId>scala-library</artifactId>
          <version>${scala.version}</version>
      </dependency>

      <dependency>
          <groupId>com.typesafe.akka</groupId>
          <artifactId>akka-actor_2.11</artifactId>
          <version>${akka.version}</version>
      </dependency>

      <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.scala-lang/scala-actors -->
      <dependency>
          <groupId>org.scala-lang</groupId>
          <artifactId>scala-actors</artifactId>
          <version>${scala.actors.version}</version>
      </dependency>

      <dependency>
          <groupId>com.typesafe.akka</groupId>
          <artifactId>akka-remote_2.11</artifactId>
          <version>${akka.version}</version>
      </dependency>
  </dependencies>

master:

import java.text.SimpleDateFormat
import java.util._

import akka.actor.{Actor, ActorSystem, Props}
import com.typesafe.config.{Config, ConfigFactory}

class MyMaster extends  Actor{
  def doHell(): Unit ={
    println("我是master,我接受到了worker的消息！")
  }

  /**
    * 这就是一个偏函数， 用来处理当前这个actor对象接收到的所有的消息
    */
  override def receive: Receive = {
    case "hello" =>{
      doHell
      //用以发送信息到相应的worker，！表示 异步无返回值
      sender() ! "hi"
    }
    case "getNow" =>{
      doHell
      sender() ! new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd").format(new Date())
    }
  }
}
object MyMaster{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.构建一个：ActorSystem
    val strConfig=
      """
        |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
        |akka.remote.netty.tcp.hostname = localhost
        |akka.remote.netty.tcp.port = 9527
      """.stripMargin
    val config: Config = ConfigFactory.parseString(strConfig)
    val myMaster: ActorSystem = ActorSystem("ActorSystemMaster",config)
    //2.通过actorsystem创建actor
    myMaster.actorOf(Props(new MyMaster()),"MasterActor")
  }
}

worker：

import akka.actor.{Actor, ActorSystem, Props}
import com.typesafe.config.{Config, ConfigFactory}

class MyWorker extends Actor{

  override def preStart(): Unit = {
    val hostname="localhost"
    val serveractorsystem="ActorSystemMaster"
    val serveractor="MasterActor"
    val port="9527"
    //在创建worker actor之前向master发送一个消息
    val master=context.actorSelection(s"akka.tcp://${serveractorsystem}@${hostname}:${port}/user/${serveractor}")
    val message="getNow"
    //获得master相关对象，向master发送信息
    master ! message

  }
  //处理相应的来自master返回的信息
  override def receive: Receive = {
    case date:String => {
      println("时间日期:"+date)
    }
    case "hi" =>{
      println("我是worker，接收到master发送过来的结果： hi")
    }
  }
}
object MyWorker{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //1.构建一个：ActorSystem
    val strConfig:String=
      """
        |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
        |akka.remote.netty.tcp.hostname = localhost
      """.stripMargin
    val config: Config = ConfigFactory.parseString(strConfig)
    val workerActorSystem: ActorSystem = ActorSystem("workerActorSystem",config)
    workerActorSystem.actorOf(Props(new MyWorker()),"workerActor")
  }
}