1.概述

转载：初识Akka 简单介绍

1.1 Flink为什么要用Akka来代替RPC？

原先的RPC服务存在的问题：

没有带回调的异步调用功能，这也是为什么Flink的多个运行时组件需要poll状态的原因，这导致了不必要的延时。
没有exception forwarding，产生的异常都只能简单地吞噬掉，这使得在运行时产生一些非常难调试的古怪问题
处理器的线程数受到限制，RPC只能处理一定量的并发请求，这迫使你不得不隔离线程池
参数不支持原始数据类型（或者原始数据类型的装箱类型），所有的一切都必须有一个特殊的序列化类
棘手的线程模型，RPC会持续的产生或终止线程

1.2 采用Akka的actor模型带来的好处：

Akka解决上述的所有问题，并对外透明
supervisor模型允许你对actor做失效检测，它提供一个统一的方式来检测与处理失败（比如心跳丢失、调用失败…）
Akka有工具来持久化有状态的actor，一旦失败可以在其他机器上重启他们。这个机制在master fail-over的场景下将会变得非常有用并且很重要。
你可以定义许多call target（actor），在TaskManager上的任务可以直接在JobManager上调用它们的ExecutionVertex，而不是调用JobManager，让其产生一个线程来查看执行状态。
actor模型接近于在actor上采用队列模型一个接一个的运行，这使得状态机的并发模型变得简单而又健壮

1.3 Akka简介

Akka是一个用来开发支持并发、容错、扩展性的应用程序框架，基于actor模式的实现。

在actor模型的上下文中，所有的活动实体都被认为是互不依赖的actor，actor之间的互相通信是通过彼此之间发送异步消息来实现的。每个actor都有一个邮箱（Mailbox）来存储接收到的消息，因此每个actor都维护着自己独立的状态。

1.4 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。

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。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。

2. Akka简单使用

使用IDEA+Maven构建Akka开发环境。导入Maven依赖

<properties><slf4j-api.version>1.7.28</slf4j-api.version><fastjson.version>1.2.76</fastjson.version><lombok.version>1.18.16</lombok.version></properties><dependencies><!-- 日志 相关 --><dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-api</artifactId><version>${slf4j-api.version}</version></dependency><dependency><groupId>org.slf4j</groupId><artifactId>slf4j-log4j12</artifactId><version>${slf4j-api.version}</version></dependency><dependency><groupId>com.alibaba</groupId><artifactId>fastjson</artifactId><version>${fastjson.version}</version></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>${lombok.version}</version></dependency><dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-all</artifactId><version>5.6.5</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-actor_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-cluster-tools_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-slf4j_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-stream-testkit_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-remote_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-cluster_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-cluster-tools_2.11</artifactId><version>2.5.9</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-http-core_2.11</artifactId><version>2.4.8</version></dependency><dependency><groupId>com.typesafe.akka</groupId><artifactId>akka-http-experimental_2.11</artifactId><version>2.4.10</version></dependency><dependency><groupId>junit</groupId><artifactId>junit</artifactId><version>4.12</version><scope>test</scope></dependency></dependencies>

Java实现Actor Demo

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。*/@Overridepublic 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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