1、Akka简介&常用API介绍

Akka简介

Akka是Java虚拟机平台上构建高并发、分布式和容错应用的工具包。Akka用Scala语言编写，同时提供了Scala和Java的开发接口。

Akka可以以两种不同的方式来使用

以库的形式：在web应用中使用，放到 WEB-INF/lib 中或者作为一个普通的Jar包放进classpath。
以微内核的形式：你可以将应用放进一个独立的内核。自己有一个main类来初始化Actor系统。

Akka几大特性

易于构建并行和分布式应用（Simple Concurrency & Distribution）

Akka在设计时采用了异步通讯和分布式架构，并对上层进行抽象，如Actors、Futures ，STM等。
容错性（Resilient by Design）

系统具备自愈能力，在本地/远程都有监护。
高性能（High Performance）

在单机中每秒可发送50000000个消息。内存占用小，1GB内存中可保存2500000个actors。
弹性，无中心（Elastic — Decentralized）

自适应的负责均衡，路由，分区，配置
伸缩性（Extensible）

可以使用Akka 扩展包进行扩展。

在Akka的世界里，只有一个内容需要学习和管理，具有高内聚和高一致的语义。Akka是一种高度可扩展的软件，这不仅仅表现在性能方面，也表现在它所适用的应用的大小。Akka的核心，Akka-actor是非常小的，可以非常方便地放进你的应用中，提供你需要的异步无锁并行功能，不会有任何困扰。你可以任意选择Akka的某些部分集成到你的应用中，也可以使用完整的包——Akka 微内核，它是一个独立的容器，可以直接部署你的Akka应用。随着CPU核数越来越多，即使你只使用一台电脑，Akka也可作为一种提供卓越性能的选择。Akka还同时提供多种并发范型，允许用户选择正确的工具来完成工作。

Akka简单使用

使用IDEA+Maven构建Akka开发环境。

导入Maven依赖

<properties>
        <maven.compiler.source>1.8</maven.compiler.source>
        <maven.compiler.target>1.8</maven.compiler.target>
        <encoding>UTF-8</encoding>
        <scala.version>2.11.8</scala.version>
        <scala.compat.version>2.11</scala.compat.version>
        <akka.version>2.3.6</akka.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <!-- 添加scala的依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.scala-lang</groupId>
            <artifactId>scala-library</artifactId>
            <version>${
      
      scala.version}</version>
        </dependency>
        <!-- 添加akka的actor依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>com.typesafe.akka</groupId>
            <artifactId>akka-actor_${
      
      scala.compat.version}</artifactId>
            <version>${
      
      akka.version}</version>
        </dependency>
        <!-- 多进程之间的Actor通信 -->
        <dependency>
            <groupId>com.typesafe.akka</groupId>
            <artifactId>akka-remote_${
      
      scala.compat.version}</artifactId>
            <version>${
      
      akka.version}</version>
        </dependency>
    </dependencies>

Java实现Actor Demo

/**
 * @author li.pan
 * @version 1.0.0
 * @Description TODO
 * @createTime 2020年12月22日 20:18:00
 */
public class JavaPongActor extends AbstractActor {
      
      

    /**
     * AbstractActor 类有一个 receive 方法，其子类必须实现这个方法或是通过构造函数调用该方法。
     *
     * @return 返回的类型是PartialFunction(偏函数), 这个类型来自Scala API。在Java中
     * Akka为我们提供了一个抽象的构造方法类ReceiveBuilder,用于生成 PartialFunction 作为返回值。
     */
    @Override
    public PartialFunction receive() {
      
      
        return ReceiveBuilder
                // matchEquals和matchAny用来匹配消息
                .matchEquals("Ping", s ->
                        sender().tell("Pong", ActorRef.noSender()))
                .match(String.class, s ->
                        System.out.println("It's a string: " + s))
                .matchAny(x ->
                        sender().tell(
                                new Status.Failure(new Exception("unknown message")), self()))
                .build();
    }
}

上述Java代码展示了如何使用Akka中对应的Java API，每一个具体的API含义如下：

方法	含义
Receive	AbstractActor 类有一个 receive 方法，其子类必须实现这个方法或是通过构造函数调用该方法。 receive 方法返回的类型是 PartialFunction，这个类型来自 Scala API。在 Java 中，并没有提供任何原生方法来构造 Scala 的 PartialFunction（偏函数），因此 Akka 为我们提供了一个抽象的构造方法类
ReceiveBuilder	主要是用Build方法返回PartialFunction
Match	类似于Scala中的模式匹配，用于消息的匹配： match(class, function)：描述了对于任何尚未匹配的该类型的示例，应该如何响应。 `match(String.class, s -> {if(s.equals("Ping")) respondToPing(s);})` match(class, predicate, function)：描述了对于 predicate 条件函数为真的某特定类型的消息，应该如何响应。 `match(String.class, s -> s.equals("Ping"), s -> respondToPing(s))` matchEquals(object, function)：描述了对于和传入的第一个参数相等的消息，应该如何响应。 `matchEquals("Ping", s -> respondToPing(s))` matchAny(function)：该函数匹配所有尚未匹配的消息。通常来说，最佳实践是返回错误信息，或者至少将错误信息记录到日志，帮助开发过程中的错误调试。
Sender	返回所收到的消息的响应，响应的对象既可能是一个 Actor，也可能是来自于 Actor 系统外部的请求。
Tell	sender()函数会返回一个 ActorRef。在上面的例子中，我们调用了 sender().tell()。tell()是最基本的单向消息传输模式。第一个参数是我们想要发送至对方信箱的消息。第二个参数则是希望对方 Actor 看到的发送者。
Ask	向 Actor 发送一条消息，返回一个 Future。当 Actor 返回响应时，会完成Future。不会向消息发送者的邮箱返回任何消息。
Forward	将接收到的消息再发送给另一个 Actor。所有发送至 sender()的响应都会返回给原始消息的发送者。
Pipe	用于将 Future 的结果返回给 sender()或另一个 Actor。如果正在使用 Ask 或是处理一个 Future，那么使用 Pipe 可以正确地返回 Future 的结果。

Scala实现Actor Demo

class ScalaPongActor extends Actor {
      
      
  override def receive: Receive = {
      
      
    case "Ping" => sender() ! "Pong"
    case _ => sender() ! Status.Failure(new Exception("unknown message"))
  }
}

以上代码使用Scala语言实现了一个简单的Actor，其API大部分含义和Java中雷同，有一些在使用上不同如下：

方法	含义
Receive	在 Actor 中重写基类的 receive 方法。并且返回一个 PartialFunction。要注意的是，receive 方法的返回类型是 Receive。Receive 只不过是定义的一种类型，表示 scala.PartialFunction[scala.Any, scala.Unit]。
Sender	返回所收到的消息的响应，响应的对象既可能是一个 Actor，也可能是来自于 Actor 系统外部的请求。
!	在 Scala 中，通过“！ ”来调用 tell 方法。在 Scala 中，消息发送者是隐式传入的，因此我们不需要再显式传入消息发送者的引用。在 tell 方法“!”的方法签名中，有一个隐式的 ActorRef 参数。如果在 Actor 外部调用 tell 方法的话，该参数的默认值会设为 noSender。下面就是该方法的签名： `def !(message: Any)(implicit sender: ActorRef = Actor.noSender): Unit`
?	“?”在scala代表的是ask。
Failure	在收到未知消息时，返回akka.actor.Status.Failure。Actor 本身在任何情况下都不会自己返回 Failure（即使Actor 本身出现错误）。因此如果想要将发生的错误通知消息发送者，那么我们必须要主动发送一个 Failure 给对方。发送回 Failure 会导致请求方的 Future 被标记为失败。

另外需要注意的是，在Scala中Actor 中有一个隐式的变量 self， Actor 通过 self 得到消息发送者的值。因此 Actor 中 tell 方法的消息发送者永远是 self。

implicit final val self = context.self

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