java actor模型和消息传递实现分析

Actor模型是一种基于协程的消息传递模型，在并行计算和并发的消息传递中有很好的性能表现。一般的actor模块框架提供了超轻量级的线程和工具，可以在这些线程之间进行快速、安全、零复制的消息传递。在elang，ruby，lua等语言中都是直接在VM级别支持协程，VM帮你做context的保存和恢复。而在java中，却没有内置actor模型实现，但是有几个开源框架也模拟了actor模型的实现。

基于 actor 的系统 通过实现一种消息传递 模式，使并行处理更容易编码。在此模式中，系统中的每个 actor 都可接收消息；执行该消息所表示的操作；然后将消息发送给其他 actor（包括它们自己）以执行复杂的操作序列。actor 之间的所有消息是异步的，这意味着发送者会在收到任何回复之前继续进行处理。因此，一个 actor 可能终生都陷入接收和处理消息的无限循环中。

当使用多个 actor 时，独立的活动可轻松分配到多个可并行执行消息的线程上（进而分配在多个处理器上）。一般而言，每个 actor 都在一个独立线程上处理消息。一些 actor 系统静态地向 actor 分配线程；而其他系统（比如本文中介绍的系统）则会动态地分配它们。

下面我们会分析下java中的一个actor模型框架的实现：

我们先看下elang中的actor模型的实现：

以Erlang为例子，介绍一下简单的Actor模型

1.首先建立一个Actor，在erlang中，起一个进程（这个是erlang虚拟机进程，跟os进程不同),这个进程就是actor了，可以用来接收和发送各种消息了

Pid = spawn(Mod,func,Args) %起一个进程

2.处理收到的消息

func()->

receive

{From,Msg}-> %收到一个消息

%%do something

func();

3.要对这个actor发送消息，也非常简单

Pid ! {From,Msg}

ujavaactor框架：

下面摘自ibm developer的一段介绍

μJavaActors 是 actor 系统的一个简单的 Java 实现。只有 1,200 行代码，μJavaActors 虽然很小，但很强大。在下面的练习中，您将学习如何使用 μJavaActors 动态地创建和管理 actor，将消息传送给它们。

μJavaActors 围绕 3 个核心界面而构建：

• 消息 是在 actor 之间发送的消息。Message 是 3 个（可选的）值和一些行为的容器：
  • source 是发送 actor。
  • subject 是定义消息含义的字符串（也称为命令）。
  • data 是消息的任何参数数据；通常是一个映射、列表或数组。参数可以是要处理和/或其他 actor 要与之交互的数据。
  • subjectMatches() 检查消息主题是否与字符串或正则表达式匹配。μJavaActors 包的默认消息类是 DefaultMessage。
  • ActorManager 是一个 actor 管理器。它负责向 actor 分配线程（进而分配处理器）来处理消息。ActorManager 拥有以下关键行为或特征：
    • createActor() 创建一个 actor 并将它与此管理器相关联。
    • startActor() 启动一个 actor。
    • detachActor() 停止一个 actor 并将它与此管理器断开。
    • send()/broadcast() 将一条消息发送给一个 actor、一组 actor、一个类别中的任何 actor 或所有 actor。在大部分程序中，只有一个 ActorManager，但如果您希望管理多个线程和/或 actor 池，也可以有多个 ActorManager。此接口的默认实现是 DefaultActorManager。
    • Actor 是一个执行单元，一次处理一条消息。Actor 具有以下关键行为或特征：
      • 每个 actor 有一个 name，该名称在每个 ActorManager 中必须是惟一的。
      • 每个 actor 属于一个 category；类别是一种向一组 actor 中的一个成员发送消息的方式。一个 actor 一次只能属于一个类别。
      • 只要 ActorManager 可以提供一个执行 actor 的线程，系统就会调用 receive()。为了保持最高效率，actor 应该迅速处理消息，而不要进入漫长的等待状态（比如等待人为输入）。
      • willReceive() 允许 actor 过滤潜在的消息主题。
      • peek() 允许该 actor 和其他 actor 查看是否存在挂起的消息（或许是为了选择主题）。
      • remove() 允许该 actor 和其他 actor 删除或取消任何尚未处理的消息。
      • getMessageCount() 允许该 actor 和其他 actor 获取挂起的消息数量。
      • getMaxMessageCount() 允许 actor 限制支持的挂起消息数量；此方法可用于预防不受控制地发送。大部分程序都有许多 actor，这些 actor 常常具有不同的类型。actor 可在程序启动时创建或在程序执行时创建（和销毁）。本文中的 actor 包 包含一个名为 AbstractActor 的抽象类，actor 实现基于该类。
        

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        源代码打包在附件中见http://zhwj184.iteye.com/admin/blogs/1613351