Actor模型

Posted 2023-03-15

参考技术A

Actor 模式是一个解决分布式计算的数学模型，其中 Actor 是基础，它能回应接收到消息，能够自我决策，创建更多的 Actor，发送更多的消息，决定如何回应下一个接收到的消息。Actor 认为一切皆是 Actor，类似于面向对象认为一切皆 Object 一样。OO 的执行是顺序的，Actor 模型内在设计就是并行的。

Actor 是计算实体，它回复接收到的消息，能够并行的：

这些操作并没有顺序要求，它们能够并行地实施。由于没有对消息的时序做规定，Actor 模式是一种异步模型，发送到 Actor 不等待消息被接收而继续执行。Actor 之间不共享状态，如果想获取其他 Actor 的状态，只能通过消息请求的方式。
Actor 在消息内部指定接收消息的 Actor 地址。Actor 可以用自己的地址发送消息，相当于自己接收到自己发送的消息，可以驱动自己的状态。

Actor 可以被认为是在用户空间实现的并发实体，所以它应该是应用级别的线程。如果认同这个观点那么 Actor 要满足的要求 = 操作系统对进程/线程 提出的要求一样。

每个并发实体都是要有一个固定的数据结构，必须有一个容器可以保存当前所有的并发实体。这一点基本上很容易满足，Akka 中 Actor 就是一个类，所以它的结构就是这个类的数据结构，大小也就是这个类的大小。Akka 中的 Dispatcher 保存有所有 Actor 的列表。

操作系统的是通过临界区，锁来定义多线程共享数据模型的。在 Actor 中是通过消息来共享数据的。基于消息传递要求“数据只读”，你发送出去的数据再修改肯定就不对了。但是这一点在 Java 里面无论如何都是做不到的，你不修改变量的引用但是还可以修改变量里面的值，调用对象的方法。

这是最重要的：没有调度，并发实体根本不能称之为并发实体。操作系统中 CPU 是由内核管理的，调度算法是基于时间片来调任务的，内核随时可以剥夺一个任务的 CPU 使用权这就是“抢占”。这一点非常重要，没有这个功能就意味着调度是不公平的。一个任务耗费大量 CPU 会把另个一任务给饿死。但是在用户空间（应用层）很难实现这一点，毕竟 CPU 是不受应用程序的控制的，没有把办法剥夺。抢占看似可有可无，但是没有它就没有“公平调度”，也就谈不上并发。（有任务撑死，有任务饿死）

比如写两个 Actor，使用无限循环输出字符串（while(true)）会疯狂的吃 CPU，如果是可抢占的公平调度，则 actor1 和 actor2 应该是比较有规律的交替（大家得到的 CPU 时间差不多）

ErLang 非常均匀的任务切换，实现了“可抢占的公平”。