大数据学习(十七)scala实现actor模型管理系统

简介

• 解决高并发的问题，其实主要有两种解决思路，其中一个就是使用锁的概念，这是非常普遍的，但是当面对的业务量不断增多，各种锁就会非常多。导致很难维护，同时最重要的，使用锁其实是一个降低了系统效率的方法，也就是由于上下文切换等等带来的浪费。
• 而另一种方法就是使用ACTOR模型，那么什么是ACTOR模型呢，
  请在另一篇blog中查看
  当然其中不论是使用锁、CAS，还是使用actor模型，都是各有利弊的。在不同的业务中有不同的优点。
  但是在大数据的spark框架中，actor模型很普遍也很适合，有利于有向图逻辑的计算。所以这次我分享一下scala写的一个主从模型框架。

框架模型

首先明确需求：

1. Master能够监听slaver的加入
2. 同时Master能够监听slaver的故障
3. Master拥有所有节点的信息

对一来说：
在Actor模型中，定义一个注册Message，Slaver想要加入集群的时候，发送注册Msg给Master，然后如果符合要求，就加入到一个Maser的全局变量，这个全局变量也就解决了上述说的第三个需求。

对二来说：
既然要确认slaver的存活情况，就需要引入心跳机制，也就是说，每隔一段时间，每一个Slaver就需要向Master发送一个心跳信号，也就是一个Msg。如果在一段时间内Master收到了这个心跳信号，就知道了，这个Slaver是正常运行的，是存活的。那么既然有存活的，就肯定有不能发送心跳信号的“死”的Slaver。

这个就需要Master定时检测有没有收到每一个已经注册过的Slaver的心跳Msg，如果在TIMELIMIT这段时间内没有收到，那么就删除这个节点的注册信息。

这个时候这个时候就有这么一个问题：
如何运行这个定时任务呢，实现的方法其实主要是两种，第一个就是直接编写一个循环的定时，当然可以实现，但是一般比较主流的方法就是给自己一个心跳。

自己 的心跳机制作为定时的任务的触发器。定时给自己发送Msg。

目录结构

运行结果

首先我们启动Master节点，

由图可见，现在有0个Slaver
然后我们启动一个Slaver

一段时间后，发现Master

已经注册成功，然后我们当然可以继续启动Slaver，然后count会继续增加为2 ，
然后我们关掉Slaver，

然后Master会显示count减少。

这样就实现了我们的目的，在实际应用中我们可以实现集群的管理，有向图逻辑任务的管理等等。

代码

slaverInfo

package day0208

/**
  * @Author: Braylon
  * @Date: 2020/2/8 12:14
  * @Version: 1.0
  */
class SlaverInfo(var ID:String, var Host:String, var cores:String, var backup:String) {

  var lastHeartBeat:Long = System.currentTimeMillis()

  override def toString() = s"SlaverInfo:$ID, $Host, $cores, $backup"
}

Messages

package day0208

/**
  * @Author: Braylon
  * @Date: 2020/2/8 12:09
  * @Version: 1.0
  */
//从节点信息
case class RegisterMsg(var ID:String ,var host:String, var cores:String, var backup:String)
//从节点触发心跳信息
case class SelfHeartBeatMsg()
//从节点---》master 心跳信息
case class ToMasterHeartBeat(var ID:String)

//主节点信息
case class Master2SlaverACK()
//主节点自检测节点存活信息
case class SelfCheckNodesState()

class Messages {

}

Master

package day0208

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

import scala.concurrent.duration._
import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global
import scala.collection.mutable

/**
  * @Author: Braylon
  * @Date: 2020/2/8 12:09
  * @Version: 1.0
  */
class Master extends Actor{
  val slaversMap:mutable.HashMap[String, SlaverInfo] = new mutable.HashMap[String, SlaverInfo]()

  val slaversSet:mutable.HashSet[SlaverInfo] = new mutable.HashSet[SlaverInfo]()

  val TIMELIMIT = 10 * 1000
  override def receive() = {
    case RegisterMsg(id, host, cores, backup) => {
      if (!slaversMap.contains(id)){
        val new_slaverInfo = new SlaverInfo(id, host, cores, backup)
        slaversSet.add(new_slaverInfo)
        slaversMap(id) = new_slaverInfo
        sender ! Master2SlaverACK
      }
    }
    case ToMasterHeartBeat(id) => {
      val slaverInfo_ = slaversMap(id)
      println("get heartBeat from slaver:" + slaverInfo_)
      slaverInfo_.lastHeartBeat = System.currentTimeMillis()

    }
    case SelfCheckNodesState => {
      val curTimestamp = System.currentTimeMillis()
      val outRecord = slaversSet.filter(x => curTimestamp - x.lastHeartBeat > TIMELIMIT)
      for (item <- outRecord){
        slaversSet -= item
        slaversMap.remove(item.ID)
      }
      println("slavers count :" + slaversSet.size)
    }
  }

  override def preStart(): Unit = {
    context.system.scheduler.schedule(5 millis, TIMELIMIT milli, self, SelfCheckNodesState)
  }

}
object Master{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val host:String = "localhost"
    val port = 9999

    val confStr =
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.hostname = "$host"
         |akka.remote.netty.tcp.port = "$port"
       """.stripMargin
    val config = ConfigFactory.parseString(confStr)
    val actorSys  = ActorSystem.create("MasterNode", config)

    actorSys.actorOf(Props[Master],"Master")
  }
}

Slaver

package day0208

import java.util.UUID

import scala.concurrent.duration._
import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global
import akka.actor._
import com.typesafe.config.ConfigFactory
/**
  * @Author: Braylon
  * @Date: 2020/2/8 12:09
  * @Version: 1.0
  */
class Slaver extends Actor{

  val ID : String = UUID.randomUUID().toString
  var master : ActorSelection = null

  override def preStart(): Unit = {
    //创建连接
    master = context.system.actorSelection("akka.tcp://MasterNode@localhost:9999/user/Master")

    //发送注册
    master ! RegisterMsg(ID,"localhost","16","无备注")
  }

  override def receive() = {
    case Master2SlaverACK => {
      context.system.scheduler.schedule(0 millis, 5000 millis, self, SelfHeartBeatMsg)
    }
    case SelfHeartBeatMsg => {
      println("slaver self heartBeat")
      master ! ToMasterHeartBeat(ID)
    }
  }
}
object Slaver{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var slaverPort = 9990
    var confStr =
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.port = $slaverPort
       """.stripMargin
    var config = ConfigFactory.parseString(confStr)
    var actorSys = ActorSystem.create("SlaverNode",config)
    actorSys.actorOf(Props[Slaver],"Slaver")
  }
}

愿身体健康

大家共勉~~