Spring與Akka的集成

CandelariaB 7年前發布 | 35K 次閱讀 Spring JEE框架 AKKA

概述

近年來隨著Spark的火熱，Spark本身使用的開發語言Scala、用到的分布式內存文件系統Tachyon（現已更名為Alluxio）以及基于Actor并發編程模型的Akka。了解過Akka或者Actor的人應該知道，這的確是一個很不錯的框架，按照Akka官網的描述——使用Akka使得構建強有力的并發與分布式應用將更加容易。由于歷史原因，很多Web系統在開發分布式服務時首先會選擇RMI(Remote Method Invoke ,遠程方法調用)、RPC(Remote Procedure Call Protocol,遠程過程調用)或者使用JMS（Java Messaging Service,Java消息服務）。

但是使用RMI只能使用java語言，而且開發、執行效率都不高；RPC框架雖然可以通過匹配方法簽名的方式比RMI更靈活，但是其存在調用超時、調用丟失等缺點；JMS方式雖然可以通過At Least Delivery Once、消息持久化等機制保證消息不會丟失，但是只能作為一種跨服務的生產者、消費者編程模型使用。Akka不但處理了以上問題，而且還可以使用Actor作為并發編程模型，減少java多線程編程的阻塞、調度、上下文開銷甚至死鎖等問題。此外，Akka還提供了集群Sharding、流處理等功能的支持，更易于實現有限狀態自動機等功能。所以有心的開發者勢必會關心如何在最常見的Java系統中使用它，如何與Spring集成？

本文參考Akka官方使用文檔，根據自身的經驗和理解，提供Akka與Spring集成的方案。本文不說明Spring框架的具體使用，并從Spring已經配置完備的情況開始敘述。

Actor系統——ActorSystem

什么是ActorSystem？根據Akka官網的描述——ActorSystem是一個重量級的結構體，可以用于分配1到N個線程，所以每個應用都需要創建一個ActorSystem。通常而言，使用以下代碼來創建ActorSystem。

ActorSystem system = ActorSystem.create("Hello");

不過對于接入Spring而言，由IOC（Inversion of Control，控制反轉）方式會更接地氣，你可以這樣：

<!-- AKKA System Setup -->
    <bean id="actorSystem" class="akka.actor.ActorSystem" factory-method="create" destroy-method="shutdown" scope="singleton">
        <constructor-arg value="helloAkkaSystem"/>
    </bean>

然后在你需要的地方依賴注入即可。

Actor編程模型

在最新的Scala官方網站上已經決定廢棄Scala自身的Actor編程模型，轉而全面擁抱Akka提供的Actor編程模型。

我們可以通過以下代碼（代碼片段借用了Akka官網的例子）創建一個簡單的Actor例子。

Greeter是代表問候者的Actor：

public class Greeter extends UntypedActor {
public static enum Msg {
    GREET, DONE;
  }
@Override
  public void onReceive(Object msg) {
    if (msg == Msg.GREET) {
      System.out.println("Hello World!");
      getSender().tell(Msg.DONE, getSelf());
    } else
      unhandled(msg);
  }
}</code></pre> 
  
一般情況下我們的Actor都需要繼承自UntypedActor，并實現其onReceive方法。onReceive用于接收消息，你可以在其中實現對消息的匹配并做不同的處理。 
  HelloWorld是用于向Greeter發送問候消息的訪客： 
  public class HelloWorld extends UntypedActor {
@Override
  public void preStart() {
    // create the greeter actor
    final ActorRef greeter = getContext().actorOf(Props.create(Greeter.class), "greeter");
    // tell it to perform the greeting
    greeter.tell(Greeter.Msg.GREET, getSelf());
  }
@Override
  public void onReceive(Object msg) {
    if (msg == Greeter.Msg.DONE) {
      // when the greeter is done, stop this actor and with it the application
      getContext().stop(getSelf());
    } else
      unhandled(msg);
  }
}</code></pre> 
  
有了Actor之后，我們可以這樣使用它： 
  ActorRef a = system.actorOf(Props.create(HelloWorld.class), "helloWorld"); 
  在HelloWorld的preStart實現中，獲取了Greeter的ActorRef（Actor的引用）并向Greeter發送了問候的消息，Greeter收到問候消息后，會先打印Hello World！，然后向HelloWorld回復完成的消息，HelloWorld得知Greeter完成了向世界問好這個偉大的任務后，就結束了自己的生命。HelloWorld的例子用編程API的方式告訴了我們如何使用Actor及發送、接收消息。為了便于描述與Spring的集成，下面再介紹一個例子。 
  CountingActor（代碼主體借用自Akka官網）是用于計數的Actor，見代碼清單1所示。 
  代碼清單1 
  @Named("CountingActor")
@Scope("prototype")
public class CountingActor extends UntypedActor {

public static class Count {
}

public static class Get {
}

// the service that will be automatically injected
@Resource
private CountingService countingService;

private int count = 0;

@Override
public void onReceive(Object message) throws Exception {
    if (message instanceof Count) {
        count = countingService.increment(count);
    } else if (message instanceof Get) {
        getSender().tell(count, getSelf());
    } else {
        unhandled(message);
    }
}

}</code></pre> 
  
CountingActor用于接收Count消息進行計數，接收Get消息回復給發送者當前的計數值。CountingService是用于計數的接口，其定義如下： 
  public interface CountingService {

/**
 * 計數
 * @param count
 * @return
 */
int increment(int count);


}</code></pre> 
  
CountingService的具體實現是CountingServiceImpl，其實現如下： 
  @Service("countingService")
public class CountingServiceImpl implements CountingService {

private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CountingServiceImpl.class);

/*
 * (non-Javadoc)
 * 
 * @see com.elong.sentosa.metadata.service.CountingService#increment(int)
 */
@Override
public int increment(int count) {
    logger.info("increase " + count + "by 1.");
    return count + 1;
}


}</code></pre> 
  
CountingActor的計數實際是由CountingService完成，并且CountingService通過注解方式注入了CountingActor。 
  細心的同學可能發現了CountingActor使用了注解Named，這里為什么沒有使用@Service或者@Component等注解呢？由于Akka的Actor在初始化的時候必須使用System或者Context的工廠方法actorOf創建新的Actor實例，不能使用構造器來初始化，而使用Spring的Service或者Component注解，會導致使用構造器初始化Actor，所以會拋出以下異常： 
  akka.actor.ActorInitializationException: You cannot create an instance of [com.elong.metadata.akka.actor.CountingActor] explicitly using the constructor (new). You have to use one of the 'actorOf' factory methods to create a new actor. See the documentation. 
  如果我們不能使用@Service或者@Component，也不能使用XML配置的方式使用（與注解一個道理），那么我們如何使用CountingActor提供的服務呢？ 
  IndirectActorProducer接口 
  IndirectActorProducer是Akka提供的Actor生成接口，從其名字我們知道Akka給我們指出了另一條道路——石頭大了繞著走！通過實現IndirectActorProducer接口我們可以定制一些Actor的生成方式，與Spring集成可以這樣實現它，見代碼清單2所示。 
  代碼清單2 
  public class SpringActorProducer implements IndirectActorProducer {
    private final ApplicationContext applicationContext;
    private final String actorBeanName;
    private final Object[] args;

public SpringActorProducer(ApplicationContext applicationContext, String actorBeanName, Object ... args) {
    this.applicationContext = applicationContext;
    this.actorBeanName = actorBeanName;
    this.args = args;
}

public Actor produce() {
    return (Actor) applicationContext.getBean(actorBeanName, args);
}

public Class<? extends Actor> actorClass() {
    return (Class<? extends Actor>) applicationContext.getType(actorBeanName);
}

}</code></pre> 
  
SpringActorProducer的實現主要借鑒了Akka官方文檔，我這里對其作了一些擴展以便于支持構造器帶有多個參數的情況。從其實現看到實際是利用了ApplicationContext提供的getBean方式實例化Actor。 
  這里還有兩個問題：一、ApplicationContext如何獲取和設置？二、如何使用SpringActorProducer生成Spring需要的Actor實例？ 
  對于第一個問題，我們可以通過封裝SpringActorProducer并實現ApplicationContextAware接口的方式獲取ApplicationContext；對于第二個問題，我們知道Akka中的所有Actor實例都是以Props作為配置參數開始的，這里以SpringActorProducer為代理生成我們需要的Actor的Props。 
  SpringExt實現了以上思路，見代碼清單3所示。 
  代碼清單3 
  @Component("springExt")
public class SpringExt implements Extension, ApplicationContextAware {

private ApplicationContext applicationContext;

/**
 * Create a Props for the specified actorBeanName using the
 * SpringActorProducer class.
 *
 * @param actorBeanName
 *            The name of the actor bean to create Props for
 * @return a Props that will create the named actor bean using Spring
 */
public Props props(String actorBeanName, Object ... args) {
    return Props.create(SpringActorProducer.class, applicationContext, actorBeanName, args);
}

public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
    this.applicationContext = applicationContext;
}

}</code></pre> 
  
應用例子 
  經過了以上的鋪墊，現在你可以使用創建好的CountingActor了，首先你需要在你的業務類中注入ActorSystem和SpringExt。 
  @Autowired
    private ActorSystem actorSystem;

@Autowired
private SpringExt springExt;</code></pre> 

然后我們使用CountingActor進行計數，代碼如下： 
  ActorRef counter = actorSystem.actorOf(springExt.props("CountingActor"), "counter");

    // Create the "actor-in-a-box"
        final Inbox inbox = Inbox.create(system);

    // tell it to count three times
        inbox.send(counter, new Count());
        inbox.send(counter, new Count());
        inbox.send(counter, new Count());

    // print the result
    FiniteDuration duration = FiniteDuration.create(3, TimeUnit.SECONDS);
    Future<Object> result = ask(counter, new Get(), Timeout.durationToTimeout(duration));
    try {
        System.out.println("Got back " + Await.result(result, duration));
    } catch (Exception e) {
        System.err.println("Failed getting result: " + e.getMessage());
        throw e;
    } 
  輸出結果為： 
  Got back 3 
  總結 
  本文只是最簡單的Akka集成Spring的例子，Akka的remote、cluster、persistence、router等機制都可以應用。 
    
    
  來自：http://blog.csdn.net/beliefer/article/details/53783936


                    
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                         Spring JEE框架 AKKA

Spring與Akka的集成

概述

Actor系統——ActorSystem

Actor編程模型

IndirectActorProducer接口

應用例子

總結

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