Akka系列（二）：Akka中的Actor系統

Actor模型做爲Akka中最核心的概念，因此Actor在Akka中的組織結構也相當重要，本文主要介紹Akka中Actor系統。

Actor系統

Actor做爲一種封裝狀態和行爲的對象，老是須要一個系統去統一的組織和管理它們，在Akka中即爲ActorSystem，其實這很是容易理解，比如一個公司，每一個員工均可以當作一個Actor，它們有本身的職位和職責，可是咱們須要把員工集合起來，統一進行管理和分配任務，因此咱們須要一個相應的系統進行管理，比如這裏的ActorSystem對Actor進行管理同樣。

ActorSystem的主要功能

ActorSystem主要有如下三個功能：

• 管理調度服務

• 配置相關參數

• 日誌功能

1.管理調度服務

ActorSystem的的精髓在於將任務分拆，直到一個任務小到能夠被完整處理，而後將其委託給Actor進行處理，因此ActorSystem最核心的一個功能就是管理和調度整個系統的運行，比如一個公司的管理者，他須要制定整個公司的發展計劃，還須要將工做分配給相應的工做人員去完成，保障整個公司的正確運轉，其實這裏也體現了軟件設計中的分而治之，Actor中的核心思想也是這樣。

ActorSystem模型例子：

上圖是一個簡單的開發協做的過程，我以爲這個例子應該能夠清晰的表達Akka中Actor的組織結構，固然不只於此。主要有如下幾個特色：

• Akka中Actor的組織是一種樹形結構

• 每一個Actor都有父級，有可能有子級固然也可能沒有

• 父級Actor給其子級Actor分配資源，任務，並管理其的生命狀態（監管和監控）

Actor系統每每有成千上萬個Actor，使用樹形機構來組織管理Actor是很是適合的。

並且Akka天生就是分佈式，你能夠向一個遠程的Actor發送消息，但你須要知道這個Actor的具體位置在哪，這時候你就會發現，樹形結構對於肯定一個Actor的路徑來講是很是有利（好比Linux的文件存儲），因此我以爲Actor用樹形結構組織能夠說是再完美不過了。

2.根據配置建立環境

一個完善的ActorSystem必須有相關的配置信息，好比使用的日誌管理，不一樣環境打印的日誌級別，攔截器，郵箱等等，Akka使用Typesafe配置庫，這是一個很是強大的配置庫，後續我也準備寫一篇後續文章，你們盡請期待哈。

下面用一個簡單的例子來講明一下ActorSystem會根據配置文件內容去生成相應的Actor系統環境：

1.首先咱們按照默認配置打印一下系統的日誌級別，搭建Akka環境請看我上一篇文章：Akka系列（一）：Akka簡介與Actor模型

val actorSystem = ActorSystem("robot-system")
println(s"the ActorSystem logLevel is ${actorSystem.settings.LogLevel}")

運行結果：

the ActorSystem logLevel is INFO

能夠看出ActorSystem默認的日誌輸出級別是INFO。

2.如今咱們在application.conf裏配置日誌的輸出級別：

akka {

# Log level used by the configured loggers (see "loggers") as soon
# as they have been started; before that, see "stdout-loglevel"
# Options: OFF, ERROR, WARNING, INFO, DEBUG
loglevel = "DEBUG"
}

運行結果：

[DEBUG] [03/26/2017 12:07:12.434] [main] [EventStream(akka://robot-system)] logger log1-Logging$DefaultLogger started
[DEBUG] [03/26/2017 12:07:12.436] [main] [EventStream(akka://robot-system)] Default Loggers started
the ActorSystem logLevel is DEBUG

能夠發現咱們ActorSystem的日誌輸出級別已經變成了DEBUG。
 
這裏主要是演示ActorSystem能夠根據配置文件的內容去加載相應的環境，並應用到整個ActorSystem中，這對於咱們配置ActorSystem環境來講是很是方便的。
 

3.日誌功能

有不少人可能會疑惑，日誌不該該只是記錄程序運行狀態和排除錯誤的嘛，怎麼在Akka中會變得相當重要，Akka擁有高容錯機制，這無疑須要完善的日誌記錄才能使Actor出錯後能及時作出相應的恢復策略，好比Akka中的持久化，具體相應的一些做用我可能會在後續寫相應章節的時候提到。

Actor引用，路徑和地址

有了上面的知識，這裏瞭解Actor引用，路徑和地址就容易多了。

什麼時Actor引用?

Actor引用是ActorRef的子類，每一個Actor有惟一的ActorRef，Actor引用能夠當作是Actor的代理，與Actor打交道都須要經過Actor引用，Actor引用能夠幫對應Actor發送消息，也能夠接收消息，向Actor發送消息實際上是將消息發送到Actor對應的引用上，再由它將消息投寄到具體Actor的信箱中，因此ActorRef在整個Actor系統是一個很是重要的角色。

如何得到Actor引用？

• 直接建立Actor

• 查找已經存在的Actor

1.得到ActorRef

看我上一篇文章的同窗對這種方式得到Actor引用應該是比較瞭解，這裏我會具體演示一下得到ActorRef的幾種方式：

假定如今由這麼一個場景：老闆嗅到了市場上的一個商機，準備開啓一個新項目，他將要求傳達給了經理，經理根據相應的需求，來安排適合的的員工進行工做。

這個例子很簡單，如今咱們來模擬一下這個場景：

1.首先咱們來建立一些消息：

trait Message {
  val content: String
}
case class Business(content: String) extends Message {}
case class Meeting(content: String) extends Message {}
case class Confirm(content: String, actorPath: ActorPath) extends Message {}
case class DoAction(content: String) extends Message {}
case class Done(content: String) extends Message {}

2.咱們來建立一家公司，這裏就是ActorSystem的化身：

val actorSystem = ActorSystem("company-system") //首先咱們建立一家公司
//建立Actor獲得ActorRef的一種方式，利用ActorSystem.actorOf
val bossActor = actorSystem.actorOf(Props[BossActor], "boss") //公司有一個Boss
bossActor ! Business("Fitness industry has great prospects") //從市場上觀察到健身行業將會有很大的前景

3.這裏咱們會建立幾種角色，好比上面Boss，這裏咱們還有Manager，Worker，讓咱們來看看吧：

class BossActor extends Actor {
  val log = Logging(context.system, this)
  implicit val askTimeout = Timeout(5 seconds)
  import context.dispatcher
  var taskCount = 0
  def receive: Receive = {
    case b: Business =>
      log.info("I must to do some thing,go,go,go!")
      println(self.path.address)
      //建立Actor獲得ActorRef的另外一種方式，利用ActorContext.actorOf
      val managerActors = (1 to 3).map(i =>
        context.actorOf(Props[ManagerActor], s"manager${i}")) //這裏咱們召喚3個主管
      //告訴他們開會商量大計劃
      managerActors foreach {
        _ ? Meeting("Meeting to discuss big plans") map {
          case c: Confirm =>
            //爲何這裏能夠知道父級Actor的信息？
            //熟悉樹結構的同窗應該知道每一個節點有且只有一個父節點（根節點除外）
            log.info(c.actorPath.parent.toString)
            //根據Actor路徑查找已經存在的Actor得到ActorRef
            //這裏c.actorPath是絕對路徑,你也能夠根據相對路徑獲得相應的ActorRef
            val manager = context.actorSelection(c.actorPath)
            manager ! DoAction("Do thing")
        }
      }
    case d: Done => {
      taskCount += 1
      if (taskCount == 3) {
        log.info("the project is done, we will earn much money")
        context.system.terminate()
      }
    }
  }
}
class ManagerActor extends Actor {
  val log = Logging(context.system, this)
  def receive: Receive = {
    case m: Meeting =>
      sender() ! Confirm("I have receive command", self.path)
    case d: DoAction =>
      val workerActor = context.actorOf(Props[WorkerActor], "worker")
      workerActor forward d
  }
}

class WorkerActor extends Actor {
  val log = Logging(context.system, this)
  def receive: Receive = {
    case d: DoAction =>
      log.info("I have receive task")
      sender() ! Done("I hava done work")
  }
}

光看這段代碼可能不那麼容易理解，這裏我會畫一個流程圖幫助你理解這段程序：

程序流程圖：

看了上面的流程圖對程序應該有所瞭解了，過多的解釋我這裏就不講解了，能夠看註釋，或者下載源代碼本身去跑一跑。源碼連接

這裏主要是有兩個知識點：

• 建立Actor得到ActorRef的兩種方式

• 根據Actor路徑得到ActorRef

前一個知識點應該比較清晰了，具體來講說第二個。

2.Actor路徑與地址

熟悉類Unix系統的同窗應該對路徑這個概念很熟悉了。ActorSystem中的路徑也很相似，每一個ActorSystem都有一個根守護者，用/表示,在根守護者下有一個名user的Actor，它是全部system.actorOf()建立的父Actor，因此咱們程序中bossActor的路徑爲：

/user/boss

地址顧名思義是Actor所在的位置，爲何要有地址這一個概念，這就是Akka強大的理念了，Akka中全部的東西都是被設計爲在分佈式環境下工做的，因此咱們能夠向任意位置的Actor發送消息（前提你得知道它在哪），這時候地址的做用就顯現出來來，首先咱們能夠根據地址找到Actor在什麼位置，再根據路徑找到具體的Actor，好比咱們示例程序中bossActor，它的完整位置是

akka://company-system/user/boss

能夠發現它的地址是

akka://company-system

其中akka表明純本地的，Akka中默認遠程Actor的位置通常用akka.tcp或者akka.udp開頭，固然你也可使用第三方插件，Akka的遠程調用我也會專門寫一篇文章。

總的來講這一篇文章主要是講解了ActorSystem的基礎結構，相關配置，以及Actor引用，路徑和地址等比較基礎的知識點，這其實對理解整個Actor系統是如何運行的是頗有幫助的，博主也是寫了很久，爭取寫的通俗容易理解一點，但願能獲得你們的支持，下一篇準備寫一下Actor的監管和監控以及它的生命週期。有興趣的同窗也能夠關注個人我的博客