Proto.Actor Bootcamp 学习笔记

Proto.Actor Bootcamp

一、介绍Actor模型和Proto.Actor

1. 为何使用Actor模型

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 1: Why use the actor model

无需手动控制线程
高级抽象
垂直伸缩(扩大)
水平伸缩(扩展)
容错和错误处理
常见的体系结构

2. Actor模型适用的应用类型

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 2: Types of applications for which actors are suitable.

交易应用
可分包的应用
服务
通信应用
多人游戏
交通管理
数值处理
物联网

3. Proto.Actor在不同类型的应用中的使用

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 3: Use of Proto.Actor in different types of applications.

服务端
- 服务后端(Web Api等)
- Web应用
客户端
- 控制台应用
- WPF应用

4. 反应式编程宣言

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 4: The Reactive Manifesto
Proto.Actor 遵循反应式编程宣言

事件驱动
弹性伸缩
容错恢复
响应性

5. Proto.Actor的关键特性

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 5: Key features of the Proto.Actor.

并发和异步
分布式处理
高性能
容错
在单个应用程序使用多种编程语言的能力

6. Actor和消息

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 6: Actors and messages.

Actor之间通过消息进行交互
消息是异步的

7. Proto.Actor中Actor是什么

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 7: What’s an actor in Proto.Actor.

一切都是Actor
遵循 单一功能原则(Single responsibility principle)
Actor功能
- 接收消息并处理
- 创建更多的Actor
- 给其他Actor发消息
- 改变状态以便可以处理后续消息
Actor包括
- State 状态
- Behavior 行为
  - 对接收到的消息的处理
- Mailbox 信箱
  - 默认先入先出(FIFO)
  - 可用算法控制优先级
- Child actors 子级Actor
  - context.actorOf (...) 创建
  - context.stop (child) 停止
- Supervisor strategy 监管策略
  - 重启子级Actor，保持子级Actor的状态
  - 重启子级Actor，恢复子级Actor到标准状态
  - 停止子级Actor
  - 传递错误到父级Actor

8. Proto.Actor中消息是什么

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 8: What’s a message in Proto.Actor.

Actor之间传递的数据(可以是普通的类)
消息(在创建后)是不可变的
消息是线程安全的

9. Proto.Actor中Props、RootContext和ActorContext分别是什么

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 9: What’re Props, RootContext, and ActorContext in Proto.Actor.

RootContext 创建初始(顶级)Actor, 和应用系统中的Actor交互
ActorContext 创建(普通, 非顶级)Actor, 和其他Actor交互, 存储Actor相关的数据
Props 一个配置类, 设置创建Actor的参数

10. Proto.Actor监管层级概述

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 10: Overview of the supervisor hierarchy in Proto. Actor.

错误处理
自我修复

11. 安装Proto.Actor

源: Docs\Bootcamp\Unit 1\Lesson 11: Installing Proto.Actor.

Proto. Actor 主要的NuGet包
Proto.Schedulers.SimpleScheduler 调度消息(延迟发送或间隔重复发送等)
Proto.Persistence.* 持久化Actor状态
Proto.Remote 远程
Proto.Cluster.* 集群
Proto.OpenTracing 追踪和调试Actor

二、 Actor和消息的定义和使用

1. 定义Actor

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 1: Defining Actors.

一个继承自Proto.Actor的Actor基类的类
定义可以处理的消息类型
确保Actor的内部状态不会被其他Actor改变
一个Actor的功能应该足够简单，如果太负责则应该拆分为单独的Actor
注意Actor使用的计算资源和内存消耗

2. Actor引用

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 2: Actor References.

PID 区分Actor, Actor的抽象层
- 唯一
- 增量分配
- Actor之间通过PID通信

3. 定义消息

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 3: Defining Messages.

使用C#创建消息
- 普通C#类
- 类属性外部只读
Protocol Buffers (protobuf)
- 字段唯一编号
  - 1~536870911 取值区间
    - 19000~19999 保留值区间(内部使用)
  - 1~15 占用1个字节
  - 16~2047 占用2个字节
- option csharp_namespace 定义生成的C#代码的namespace
- package 防止消息定义命名冲突

4. 发送消息的类型:

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 4: Types of Message Sending.

Send() 发送消息, 无需等待响应, 性能消耗小
RequestAsync() 发送消息, 等待响应, 可设置等待超时
Forward() 转发收到的消息到其他Actor

5. Actor实例化:

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 5: Actor Instantiation.

6. 定义Actor将要处理的消息:

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 6: Defining Which Messages an Actor will processing.

7. 发送自定义消息:

源: Docs\Bootcamp\Unit 2\Lesson 7: Sending a Custom Message.

三、理解Actor的生命周期和状态

1. Actor生命周期

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 1: Actor Lifecycle.

Actor生命周期状态
1. Starting ProcessMessageAsync()
2. Receiving Messages
3. Stopping
  - 产生原因:
  - 调用 ActorContext.Stop() 或 ActorContext.StopAsync()
  - 子级Actor出现错误，父级Actor会发送停止消息给它
    - 状态拆分:
  - Stopping 收到Stop消息, 准备停止
  - Stop Actor已停止, 使用的资源已释放
4. Restarting 停止之后, 收到Restart消息
5. Terminated 收到Terminated消息, 不再接受任何消息, 不能被重新加载

2. Actor生命周期消息

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 2: Actor Lifecycle Messages.

3. 终止Actor和Actor的层次结构

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 3: Terminating Actors and Hierarchy of Actors.

4. `PoisonPill`消息及其用法

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 4: What is the Poison Pill message and how to work with it.

5. 可切换的Actor行为

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 5: Switchable Actor Behavior.

Behavior 运行时动态修改Actor的行为
- Become() 清空行为栈，添加行为
- BecomeStacked() 不清空行为栈，追加行为
- ReceiveAsync(context) 消息处理

6. 使用行为切换重构

源: Docs\Bootcamp\Unit 3\Lesson 6: Refactoring with using behavior switching.

四、创建Actor层级和错误处理

1. 监控和Actor层级

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 1: Supervisor and actor hierarchy.

system.Root.Spawn(props); 创建顶级(Actor)Actor
context.Spawn(props); 创建子级Actor

2. 演示监控者的能力和Actor层级的应用概览

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 2: Overview of the application that demonstrates the supervisor’s capabilities and the actors hierarchy.

3. Actor的地址和PID

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 3: Actor’s address and PID.

$"{system.ProcessRegistry.NextId()}/{name}" PID格式
var moviePlayCounterActorPid = new PID(system.ProcessRegistry.Address, "$1/MoviePlayCounterActor"); 手动创建PID

4. 创建 UserCoordinatorActor

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 4: Creating UserCoordinatorActor.

5. 创建 MoviePlayCounterActor

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 5: Creating MoviePlayCounterActor.

6. 父级Actor如何监管他们的子级Actor

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 6: How parent actors are watching over their children actors.

继续处理(忽略错误)
重启
完全停止
委托上层Actor处理

7. 控制子级Actor的策略

源: Docs\Bootcamp\Unit 4\Lesson 7: Strategies to control the state of children’s actors.

WithChildSupervisorStrategy() 重写子级Actor监控策略
public delegate SupervisorDirective Decider(PID pid, Exception reason); Decider委托
OneForOneStrategy 仅仅产生异常的子级Actor会执行从Decider()方法收到的指令(Directive)
AllForOneStrategy 所有的子级Actor都会执行从Decider()方法收到的指令(Directive)

五、消息路由

使用路由控制消息流:
性能 (使用Proto.Actor路由)
消息内容 (使用常规Actor)
状态

1. 路由模式

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 1: Router pattern.

性能
收到不同内容的消息
取决于路由的状态

2. 利用Proto.Actor路由负载均衡

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 2: Load balancing with Proto.Actor routers.

两种内置路由类型:
- Pool 负责Actor的创建和完成后的移除，是Actor的父级Actor
- Group 不参与Actor的创建，与Actor的层级结构无关
几个内置路由:
- Round-robin 顺序发送消息到Actor
- Hash key 消息携带地址
- Random 随机选择接收者
- Weighted round robin 和Round-robin类似，但支持为特定的接收者定制权重
- Broadcast 消息发给组里面的所有Actor

3. 路由池

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 3: Pool Router.

路由创建
远程路由 - 特殊消息:
- RouterAddRoutee 将本地Actor或远程Actor的PID添加到路由表中
- RouterRemoveRoutee 从路由表中移除PID
- RouterGetRoutees 获取(当前路由器)使用的路由表
- Routees 包含当前(路由器的)路由表状态
检测

4. 路由组

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 4: Group Router.

组创建

5. 一致性哈希路由

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 5: ConsistentHashing Router.

将消息(Message)转换为消息键(Message Key)对象。IHashable接口
基于消息键(Message Key)创建散列码(Hash Code)
根据哈希码(Hash Code)选择虚拟主机(Virtual host)
发送消息到选择的虚拟主机

6. 使用Actor实现路由模式

源: Docs\Bootcamp\Unit 5\Lesson 6: Implementation of the router pattern with using actors.

根据内容路由
基于状态路由

六、消息通道

1. 通道类型

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 1: Channels Types.

point-to-point, 连接发送者(sender)和接受者(recipient)
publisher/subscriber, 可运行期间动态改变接受者，实现EventStream类

2. 点对点通道

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 2: Point-to-point Channel.

每条消息只会发给某一个接收者
发送者知道接收者

3. 发布/订阅通道

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 3: Publisher/Subscriber Channel.

单条消息可以发送给多个接收者
发送者不关心接收者是谁

4. 事件流

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 4: EventStream.

Subscribe<T>()
Unsubscribe()
Publish(msg)

5. 死信(无法投寄的信)

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 5: DeadLetter Channel.

6. 保证投递

源: Docs\Bootcamp\Unit 6\Lesson 6: Guaranteed delivery.

七、Proto.Actor远程

1. 水平伸缩是什么

源: Docs\Bootcamp\Unit 7\Lesson 1: What is horizontal scaling.

典型网络拓扑
- Bus 总线
- Star 星形
- Ring 环形
- Mesh 网状
- Tree 树形
- Point-to-Point 点对点

2. Proto.Actor远程概览

源: Docs\Bootcamp\Unit 7\Lesson 2: Overview Proto.Actor Remote.

Proto.Remote关键特性
- 位置透明(Location transparency)
- 远程创建(Remote spawning)
- gRPC流(gRPC Streams)

3. Proto.Actor远程使用示例

源: Docs\Bootcamp\Unit 7\Lesson 3: Example of working with Proto.Actor Remote.

八、Proto.Actor集群

1. 为什么你需要集群

源: Docs\Bootcamp\Unit 8\Lesson 1: Why do you need clusters.

2. 集群中的成员

源: Docs\Bootcamp\Unit 8\Lesson 2: Membership in the cluster.

3. 加入集群

源: Docs\Bootcamp\Unit 8\Lesson 3: Joining to the cluster.

分布式架构中，服务发现的功能
- 集群中的元信息服务的一致性
- 注册和监控组件可用性的机制
- 组件发现的机制
服务发现
- Proto.Cluster.Consul
- Proto.Cluster.SingleRemoteInstance

4. 在集群中处理任务

源: Docs\Bootcamp\Unit 8\Lesson 4: Processing tasks in the Cluster

TODO: ~~学习记录, 此处继续~~

Proto.Actor Bootcamp 学习笔记

一、介绍Actor模型和Proto.Actor

1. 为何使用Actor模型

2. Actor模型适用的应用类型

3. Proto.Actor在不同类型的应用中的使用

4. 反应式编程宣言

5. Proto.Actor的关键特性

6. Actor和消息

7. Proto.Actor中Actor是什么

8. Proto.Actor中消息是什么

9. Proto.Actor中Props、RootContext和ActorContext分别是什么

10. Proto.Actor监管层级概述

11. 安装Proto.Actor

二、 Actor和消息的定义和使用

1. 定义Actor

2. Actor引用

3. 定义消息

使用C#创建消息

Protocol Buffers (protobuf)

4. 发送消息的类型:

5. Actor实例化:

6. 定义Actor将要处理的消息:

7. 发送自定义消息:

三、 理解Actor的生命周期和状态

1. Actor生命周期

Actor生命周期状态

2. Actor生命周期消息

3. 终止Actor和Actor的层次结构

4. PoisonPill消息及其用法

5. 可切换的Actor行为

6. 使用行为切换重构

四、 创建Actor层级和错误处理

1. 监控和Actor层级

2. 演示监控者的能力和Actor层级的应用概览

3. Actor的地址和PID

4. 创建 UserCoordinatorActor

5. 创建 MoviePlayCounterActor

6. 父级Actor如何监管他们的子级Actor

7. 控制子级Actor的策略

五、 消息路由

1. 路由模式

2. 利用Proto.Actor路由负载均衡

3. 路由池

4. 路由组

5. 一致性哈希路由

6. 使用Actor实现路由模式

六、 消息通道

1. 通道类型

2. 点对点通道

3. 发布/订阅通道

4. 事件流

5. 死信(无法投寄的信)

6. 保证投递

七、Proto.Actor远程

1. 水平伸缩是什么

2. Proto.Actor远程概览

3. Proto.Actor远程使用示例

八、Proto.Actor集群

1. 为什么你需要集群

2. 集群中的成员

3. 加入集群

4. 在集群中处理任务

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三、理解Actor的生命周期和状态

4. `PoisonPill`消息及其用法

四、创建Actor层级和错误处理

五、消息路由

六、消息通道