Orleans 知多少 | 2. 核心概念一览

Posted 2022-05-02 sheng-jie

Orleans 术语解读

上面这张图中包含了Orleans中的几个核心概念：

1. Grain
2. Silo
3. Orleans Cluster
4. Orleans Client

从这张图，我们应该能理清他们之间的关系。

1. Grain作为最小的执行单元

2. Silo 是 Grain 的宿主运行环境，用来暴露具体的服务

3. Orleans Server 提供Silo的运行环境

4. 一个Server可以运行多个Silo服务

5. 多个Silo组成一个Cluster集群

6. 一个Cluster中的Grain是可以直接进行交互

7. 客户端通过Orleans Client与Cluster建立连接

Orleans 的第一公民：Grain

Grain 简介

上面已经提到，Grain是Virtual Actor的具体表现。那如何理解Grain呢。

简单来说：Grain是一个可寻址的隔离的.NET对象实例。

分解来看：

1. Grain是一个对象实例：也就是说其是具体的某个Grain Type的一个内存实例。既然是对象，也就是说Grain可以有自己的状态和行为。

2. 隔离的：是指Grain自身的状态和行为不受外界干预。

3. 可寻址：并不是指new一个对象返回的内存引用。如果是在单机环境，通过内存引用还可以进行直接访问。但对于分布式应用，Grain可能分布在集群中的任一机器，简单的内存引用，是无法实现跨机器寻址的。

Grain Identity

在面向对象编程中使用new创建对象时，获取的引用可以表示其标识的实例所有方面。但在分布式系统中，对象引用不能表示实例标识，因为引用通常仅限于单个地址空间。

那如何实现分布式环境Grain的可寻址呢？

那就需要给Grain一个身份，也就是Grain Identity。以订单举例，为了标识某一个具体订单，我可以赋予订单一个唯一的订单编号，通过这个编号就可以找到具体的某个订单。

Grain Identity 也就是这种思路。通过给Grain打上逻辑身份标识，一方面可以完成可寻址（方便其他Grain或Client进行调用），一方面确保同一个Grain在集群中能够按需创建。（单例、多例、指定数量的实例）。

默认grain 的身份标识可以是：

• long

• GUID

• string

• GUID + string

• long + string

所以基于GrainType和Grain Identity就可以得到集群中唯一确定的Grain。即 Unique Grain = Grain Type + Grain Identity。

Grain Lifecycle

Grain 的生命周期是由Silo管理的。主要分为以下几个阶段：

• 其他Grain或Client调用目标Grain
• Silo运行时去激活Grain （若Grain是有状态的，激活时会同时恢复状态）
• Grain处理调用请求
• Grain闲置
• Silo运行时决定是否销毁Grain
• 销毁Grain，从内存中移除（若Grain是有状态的，则需要先持久化Grain的状态，以便下次激活时恢复状态）

Grain的运行环境： Silo

Grain作为Orleans中的最小执行单元，需要一个运行环境运行以暴露服务，而Silo就是这样一个角色存在。如果说Grain是最小粒度的执行单元，那么Silo就是最小的向外提供服务的执行单元。Silo通过将相关Grain进行组装，暴露一组服务，并在运行时管理Grain的生命周期。

Silo的宿主：Orleans Server

Silo本质上是一个进程单元，是需要运行在操作系统之上的，因为.NET Core的跨平台特性，所以可以运行在Windows、Linux或Mac系统中，当然也可以运行在相应的容器中。所以Orleans Server就是为Silo提供运行环境的宿主。

Silo的集群： Orleans Cluster

这里需要澄清一点，因为一个Orleans Server可以运行不同集群的Silo，所以Orleans Cluster 并非是指多个Orleans Server 组成的集群，而是指多个Silo（具有相同的ClusterId）组成的集群。Orleans通过内置的成员协议提供集群管理，我们有时将其称为Silo Membership。该协议的目标是让所有Silo（Orleans Server）就当前活动的Silo集合达成一致，检测故障Silo，并允许新的Silo加入集群。