使用Akka实现一个简易版的spark通信框架

需求实现逻辑

启动master和worker
在worker端对应的preStart方法中拿到master的引用对象，通过这个master引用向master发送注册信息，注册信息包含workerId, workCores, workMemory等信息
master接受worker注册信息，保存注册信息在一个map集合当中，key为workerId，value为注册信息样例类。master将worker注册成功的信息反馈给worker端
worker接受master反馈的注册成功信息，定时向master发送心跳信息。发送心跳信息，证明worker还活着
master接受worker心跳信息，定时检查超时worker，并从map当中移除掉超时的worker节点信息

具体代码

Master类

package  spark

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

import scala.collection.mutable
import scala.collection.mutable.ListBuffer
import scala.concurrent.duration._


//todo:利用akka实现简易版的spark通信框架-----Master端

class Master  extends Actor{
  //构造代码块先被执行
  println("master constructor invoked")

  //定义一个map集合，用于存放worker信息
  private val workerMap = new mutable.HashMap[String,WorkerInfo]()
  //定义一个list集合，用于存放WorkerInfo信息，方便后期按照worker上的资源进行排序
  private val workerList = new ListBuffer[WorkerInfo]
  //master定时检查的时间间隔
  val CHECK_OUT_TIME_INTERVAL=15000 //15秒

  //prestart方法会在构造代码块执行后被调用，并且只被调用一次
  override def preStart(): Unit = {
    println("preStart method invoked")

      //master定时检查超时的worker
    //需要手动导入隐式转换
    import context.dispatcher
    context.system.scheduler.schedule(0 millis,CHECK_OUT_TIME_INTERVAL millis,self,CheckOutTime)
  }

  //receive方法会在prestart方法执行后被调用，表示不断的接受消息
  override def receive: Receive = {
    //master接受worker的注册信息
    case RegisterMessage(workerId,memory,cores) =>{
        //判断当前worker是否已经注册
      if(!workerMap.contains(workerId)){
        //保存信息到map集合中
        val workerInfo = new WorkerInfo(workerId,memory,cores)
        workerMap.put(workerId,workerInfo)
        //保存workerinfo到list集合中
        workerList +=workerInfo

        //master反馈注册成功给worker
        sender ! RegisteredMessage(s"workerId:$workerId 注册成功")
      }
    }
      //master接受worker的心跳信息
    case SendHeartBeat(workerId)=>{
      //判断worker是否已经注册，master只接受已经注册过的worker的心跳信息
      if(workerMap.contains(workerId)){
        //获取workerinfo信息
        val workerInfo: WorkerInfo = workerMap(workerId)
        //获取当前系统时间
        val lastTime: Long = System.currentTimeMillis()

        workerInfo.lastHeartBeatTime=lastTime
      }
    }
    case CheckOutTime=>{
      //过滤出超时的worker 判断逻辑： 获取当前系统时间 - worker上一次心跳时间 >master定时检查的时间间隔
        val outTimeWorkers: ListBuffer[WorkerInfo] = workerList.filter(x => System.currentTimeMillis() -x.lastHeartBeatTime > CHECK_OUT_TIME_INTERVAL)
      //遍历超时的worker信息，然后移除掉超时的worker
      for(workerInfo <- outTimeWorkers){
        //获取workerid
        val workerId: String = workerInfo.workerId
        //从map集合中移除掉超时的worker信息
        workerMap.remove(workerId)
        //从list集合中移除掉超时的workerInfo信息
        workerList -= workerInfo

        println("超时的workerId:" +workerId)
      }
      println("活着的worker总数：" + workerList.size)

      //master按照worker内存大小进行降序排列
     println(workerList.sortBy(x => x.memory).reverse.toList)
    }
  }
}
object Master{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //master的ip地址
    val host=args(0)
    //master的port端口
    val port=args(1)

    //准备配置文件信息
    val configStr=
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.hostname = "$host"
         |akka.remote.netty.tcp.port = "$port"
      """.stripMargin

    //配置config对象 利用ConfigFactory解析配置文件，获取配置信息
    val config=ConfigFactory.parseString(configStr)

    // 1、创建ActorSystem,它是整个进程中老大，它负责创建和监督actor，它是单例对象
    val masterActorSystem = ActorSystem("masterActorSystem",config)
    // 2、通过ActorSystem来创建master actor
    val masterActor: ActorRef = masterActorSystem.actorOf(Props(new Master),"masterActor")
    // 3、向master actor发送消息
    //masterActor ! "connect"
  }
}

Worker类

package  spark

import java.util.UUID
import akka.actor.{Actor, ActorRef, ActorSelection, ActorSystem, Props}
import com.typesafe.config.ConfigFactory
import scala.concurrent.duration._


//todo:利用akka实现简易版的spark通信框架-----Worker端
class Worker(val memory:Int,val cores:Int,val masterHost:String,val masterPort:String)  extends Actor{
  println("Worker constructor invoked")

  //定义workerId
  private val workerId: String = UUID.randomUUID().toString

  //定义发送心跳的时间间隔
  val SEND_HEART_HEAT_INTERVAL=10000  //10秒

  //定义全局变量
  var master: ActorSelection=_

  //prestart方法会在构造代码块之后被调用，并且只会被调用一次
  override def preStart(): Unit = {
    println("preStart method invoked")
    //获取master actor的引用
    //ActorContext全局变量，可以通过在已经存在的actor中，寻找目标actor
    //调用对应actorSelection方法，
    // 方法需要一个path路径：1、通信协议、2、master的IP地址、3、master的端口 4、创建master actor老大 5、actor层级
     master= context.actorSelection(s"akka.tcp://masterActorSystem@$masterHost:$masterPort/user/masterActor")

    //向master发送注册信息，将信息封装在样例类中，主要包含：workerId,memory,cores
    master ! RegisterMessage(workerId,memory,cores)

  }

  //receive方法会在prestart方法执行后被调用，不断的接受消息
  override def receive: Receive = {
    //worker接受master的反馈信息
    case RegisteredMessage(message) =>{
      println(message)

      //向master定期的发送心跳
      //worker先自己给自己发送心跳
      //需要手动导入隐式转换
      import context.dispatcher
      context.system.scheduler.schedule(0 millis,SEND_HEART_HEAT_INTERVAL millis,self,HeartBeat)
    }
      //worker接受心跳
    case HeartBeat =>{
      //这个时候才是真正向master发送心跳
      master ! SendHeartBeat(workerId)
    }
  }
}

object Worker{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //定义worker的IP地址
    val host=args(0)
    //定义worker的端口
    val port=args(1)

    //定义worker的内存
    val memory=args(2).toInt
    //定义worker的核数
    val cores=args(3).toInt
    //定义master的ip地址
    val masterHost=args(4)
    //定义master的端口
    val masterPort=args(5)

    //准备配置文件
    val configStr=
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.hostname = "$host"
         |akka.remote.netty.tcp.port = "$port"
      """.stripMargin

    //通过configFactory来解析配置信息
    val config=ConfigFactory.parseString(configStr)
    // 1、创建ActorSystem，它是整个进程中的老大，它负责创建和监督actor
    val workerActorSystem = ActorSystem("workerActorSystem",config)
    // 2、通过actorSystem来创建 worker actor
    val workerActor: ActorRef = workerActorSystem.actorOf(Props(new Worker(memory,cores,masterHost,masterPort)),"workerActor")

    //向worker actor发送消息
    workerActor ! "connect"
  }
}

WorkerInfo类

package  spark

//封装worker信息
class WorkerInfo(val workerId:String,val memory:Int,val cores:Int) {
        //定义一个变量用于存放worker上一次心跳时间
      var lastHeartBeatTime:Long=_

  override def toString: String = {
    s"workerId:$workerId , memory:$memory , cores:$cores"
  }

样例类

package spark

trait RemoteMessage  extends Serializable{

}

//worker向master发送注册信息，由于不在同一进程中，需要实现序列化
case class RegisterMessage(val workerId:String,val memory:Int,val cores:Int) extends RemoteMessage
//master反馈注册成功信息给worker,由于不在同一进程中，也需要实现序列化
case class RegisteredMessage(message:String) extends RemoteMessage
//worker向worker发送心跳 由于在同一进程中，不需要实现序列化
case object HeartBeat
//worker向master发送心跳，由于不在同一进程中，需要实现序列化
case class SendHeartBeat(val workerId:String) extends RemoteMessage
//master自己向自己发送消息，由于在同一进程中，不需要实现序列化
case object CheckOutTime

使用Akka实现一个简易版的spark通信框架

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