系统扩展：并行工作、路由与调度器的高效运用

# 系统扩展：并行工作、路由与调度器的高效运用 ## 1. 使用 Actor 并行工作 此前我们探讨过使用 Future 实现并行工作，现在来看看如何利用 Actor 达成类似的并行效果。需注意，在示例中使用 Future 时代码十分简洁，但依据具体用例，专门为并发使用 Actor 可能会使代码更复杂。接下来我们通过一个使用 Actor 完成工作的等效示例进行说明。 ### 1.1 创建 Actor 借助 Future 示例中的 `ArticleParser` 静态应用方法，我们先创建一个执行工作的 Actor。以下是 Java 和 Scala 代码示例： #### Java 代码 ```java public class ParseArticle { public final String htmlBody; public ParseArticle(String url) { this.htmlBody = url; } } public class ArticleParseActor extends AbstractActor { private ArticleParseActor() { receive(ReceiveBuilder. match(ParseArticle.class, x ->{ sender().tell(ArticleParser.apply(x.htmlBody), self()); } ). build()); } } ``` #### Scala 代码 ```scala case class ParseArticle(htmlString: String) class ArticleParseActor extends Actor{ override def receive: Receive = { case ParseArticle(htmlString) => val body: String = ArticleParser(htmlString) sender() ! body } } ``` 若要并行执行工作，我们需引入“Router”将工作分配给多个 Actor，下面将详细介绍。 ## 2. 引入 Router 在 Akka 中，Router 是一种负载均衡和路由抽象。创建 Router 时，可为其提供一组 Actor 或者让它创建一个 Actor 池。 ### 2.1 Actor 集合的创建方式 创建带有 Actor 的 Router 时，要明白 Router 背后的 Actor 集合有两种创建方式：Router 可以创建 Actor（Pool），也可以被提供一个 Actor 列表（Group）。 ### 2.2 Router 的工作原理 Router 创建完成后，若接收到消息，它会将消息传递给其 Group 或 Pool 中的一个或多个 Actor。有多种策略可决定 Router 选择下一个消息转发的 Actor 的顺序。 ### 2.3 创建 Router 对于本地 Actor 的用例，我们可以将 Router 创建为一个 Pool，让 Router 为我们创建所有的 Actor。在这种情况下使用 Router 很简单，我们像往常一样实例化一个 Actor，然后调用 `withRouter` 方法，传入路由策略和所需的 Actor 数量。Scala 和 Java 的实现方式相同： #### Java 代码 ```java ActorRef workerRouter = system.actorOf( Props.create(ArticleParseActor.class). withRouter(new RoundRobinPool(8))); ``` #### Scala 代码 ```scala val workerRouter: ActorRef = system.actorOf( Props.create(classOf[ArticleParseActor]). withRouter(new RoundRobinPool(8))) ``` 若有一个 Actor 列表并想从中创建一个 Router，我们可以从 Group 创建 Router，提供 Actor 的路径列表： #### Java 代码 ```java ActorRef router = system.actorOf(new RoundRobinGroup(actors.map(actor -> actor.path()).props()); ``` #### Scala 代码 ```scala val router = system.actorOf(new RoundRobinGroup(actors.map(actor => actor.path).props()) ``` 此时，我们拥有了所需的 Router 和 Actor，能够在多个核心间分配负载。将消息列表交给 Router 处理，它会并行处理这些消息。接下来，我们深入了解 Router 的高级特性，以便更详细地掌握其工作原理。 ### 2.4 路由逻辑 我们使用了 `RoundRobinPool` 或 `RoundRobinGroup`，它们决定了消息传递给 Router 的顺序。Akka 自带了多种路由策略，下面介绍几种常见的策略： | 路由策略 | 功能描述 | | --- | --- | | Round Robin | 按顺序将消息发送到 Pool 或 Group 中的每个节点，然后重新开始。 | | Random | 随机发送消息。 | | Smallest Mailbox | 将消息发送到消息最少的 Actor。由于远程 Actor 的邮箱大小未知，假定它们有消息排队，因此会优先处理空闲的本地 Actor。 | | Scatter Gather | 将消息发送到 Group 或 Pool 中的所有 Actor，并使用接收到的第一个响应，丢弃其他响应。若需要确保获得响应且希望尽快得到，可使用此策略。 | | Tail Chopping | 与 Scatter Gather 类似，但不是一次性将消息发送到组/池中的所有 Actor，而是为每个后续消息等待一小段时间。与 Scatter Gather 有类似的优点，但可能会减少负载。 | | Consistent Hashing | 为 Router 提供一个键，然后对其进行哈希处理。哈希后的键用于确定将数据发送到哪个节点。在将特定“数据切片”分配到特定目的地时使用，常用于服务器集群。 | | BalancingPool | 这是一种独特的 Router，只能用于本地 Actor。Actor 共享一个邮箱，并以工作窃取的方式从中获取工作，有助于确保所有 Actor 都保持忙碌。对于本地集群，这通常是首选的路由机制。 | 你也可以自定义路由逻辑，但通常无需这样做。 ### 2.5 向 Router 中的所有 Actor 发送消息