scala - 如何在没有 Akka 的情况下实现 Actor 模型？

Question

如何在没有 Akka 的情况下实现简单的 Actor？对于许多(非固定计数)actor 实例、绿色线程、IoC(生命周期、基于 Props 的工厂、ActorRef 的)、监督、背压等，我不需要高性能。只需要顺序性(队列)+ 处理程序 + 状态+ 消息传递。

作为副作用，我实际上需要基于actor的小型管道(带有递归链接)+一些并行actor来优化DSP算法计算。它将在没有传递依赖的库中，所以我不想(也不能因为它是一个 jar 插件)插入用户创建和传递 akkaSystem ，该库应具有尽可能简单和轻量级的界面。我不需要 IoC，因为它只是一个库(一组函数)，而不是一个框架——因此它的算法复杂性比结构复杂。但是，我认为 Actor 是描述协议(protocol)的好工具，实际上我可以将算法分解为少量异步交互的实体，因此它符合我的需求。

为什么不是 Akka

Akka 很重，这意味着:

这是一个外部依赖；

具有复杂的接口(interface)和实现；

对库的用户不透明，例如 - 所有实例都由 akka 的 IoC 管理，因此不能保证一个逻辑参与者总是由同一个实例维护，重启将创建一个新实例；

需要额外的迁移支持，这与 scala 的迁移支持本身相当。

使用 jstack 调试 akka 的绿色线程也可能更难。/jconsole/jvisualvm ，因为一个actor可以作用于任何线程。

当然，Akka 的 jar (1.9Mb) 和内存消耗(每 GB 250 万 Actor )一点也不重，所以你甚至可以在 Android 上运行它。但众所周知，您应该使用专门的工具来观察和分析 Actor (如 Typesafe Activator/Console)，用户可能不熟悉(我不会强制他们学习)。对于企业项目来说一切都很好，因为它几乎总是有 IoC、一些专门的工具和持续迁移，但这对于一个简单的库来说不是一个好方法。

附言关于依赖。我没有它们，我不想添加任何东西(我什至避免使用 scalaz，它实际上有点适合这里)，因为它会导致大量维护 - 我必须保留我的简单库与 Akka 保持同步。

Answer 1

这是 JVM 世界中最小且最高效的 actor，其 API 基于 Viktor Klang 的 Minimalist Scala actor:
https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/src/test/scala/com/github/gist/viktorklang/Actor.scala

它使用起来方便且安全，但在接收消息时类型不安全，并且无法在进程或主机之间发送消息。

主要特点:

最简单的类似 FSM 的 API，只有 3 个状态(Stay、Become 和 Die):https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/src/test/scala/com/github/gist/viktorklang/Actor.scala#L28-L30

极简错误处理 - 正确转发到执行线程的默认异常处理程序:https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/src/test/scala/com/github/gist/viktorklang/Actor.scala#L52-L53

快速异步初始化大约需要 200 ns 才能完成，因此不需要额外的 future / Actor 来进行耗时的 Actor 初始化:https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/out0.txt#L447

最小的内存占用，即被动状态下约 40 个字节(顺便说一句，new String() 在 JVM 堆中花费相同数量的字节):https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/out0.txt#L449

消息处理非常高效，4 核 CPU 的吞吐量约为 90M msg/sec:https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/out0.txt#L466

消息发送/接收非常高效，延迟约 100 ns:https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/out0.txt#L472

每个参与者通过批处理参数调整公平性:https://github.com/plokhotnyuk/actors/blob/41eea0277530f86e4f9557b451c7e34345557ce3/src/test/scala/com/github/gist/viktorklang/Actor.scala#L32

有状态计数器示例:

  def process(self: Address, msg: Any, state: Int): Effect = if (state > 0) { 
     println(msg + " " + state)
     self ! msg
     Become { msg => 
        process(self, msg, state - 1)
     }
  } else Die

  val actor = Actor(self => msg => process(self, msg, 5))

结果:

scala> actor ! "a"
a 5

scala> a 4
a 3
a 2
a 1