十分钟理解Actor模式

Actor模式是一种并发模型，与另一种模型共享内存完全相反，Actor模型share nothing。所有的线程(或进程)通过消息传递的方式进行合作，这些线程(或进程)称为Actor。共享内存更适合单机多核的并发编程，而且共享带来的问题很多，编程也困难。随着多核时代和分布式系统的到来，共享模型已经不太适合并发编程，因此几十年前就已经出现的Actor模型又重新受到了人们的重视。MapReduce就是一种典型的Actor模式，而在语言级对Actor支持的编程语言Erlang又重新火了起来，Scala也提供了Actor，但是并不是在语言层面支持，Java也有第三方的Actor包，Go语言channel机制也是一种类Actor模型。

单线程编程

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单核单机时代一般都是单线程编程，如果把程序比作一个工厂，那么只有一个工人，这个工人负责所有的事情，所有的原料，工具产品等都放到一个地方，因为只有一个人，因此使用一套工具就行，取原料也不用排队等。

多线程编程-共享内存

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到了多核时代，有多个工人，这些工人共同使用一个仓库和车间，干什么都要排队。比如我要从一块钢料切出一块来用，我得等别人先用完。有个扳手，另一个人在用，我得等他用完。两个人都要用一个切割机从一块钢材切一块钢铁下来用，但是一个人拿到了钢材，一个人拿到了切割机，他们互相都不退让，结果谁都干不了活。

假如现在有一个任务，找100000以内的素数的个数，最多使用是个线程，如果用共享内存的方法，可以用下面的代码实现。可以看到，这些线程共享了currentNum和totalPrimeCount，对它们做操作时必须上锁。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

public class PrimeCount implements Runnable {          private int currentNum = 2;  //从2开始找     private int totalPrimeCount = 0; //当前已经找到的           //取一个数，不能重复，最大到100000     private int incrCurrentNum() {          synchronized (this) {     //如果不用锁，必然会出错。             if(currentNum > 100000) {                 return -1;             } else {                 int result = currentNum;                 currentNum++;                 return result;             }           }     }          //把某个线程找到的素数个数加上     private void accPrimeCount(int count) {          synchronized (this) {             totalPrimeCount += count;         }     }           @Override      //一直取数并判断是否为素数，取不到了就把找到的个数累加     public void run() {          int primeCount = 0;         int num;         while((num=incrCurrentNum()) != -1) {             if(isPrime(num)) {                 primeCount++;             }         }         accPrimeCount(primeCount);     }     private boolean isPrime(int num) {         for(int i = 2; i < num; i++) {             if(num % i == 0) {                 return false;             }         }         return true;     }            @SuppressWarnings("static-access")     public static void main(String[] args){         PrimeCount pc = new PrimeCount();         for(int i = 0; i < 10; i++) {             new Thread(pc).start();         }         try {             Thread.currentThread().sleep(5000);         } catch (InterruptedException e) {             // TODO Auto-generated catch block             e.printStackTrace();         }         System.out.println(pc.getTotalPrimeCount());     }           public int getTotalPrimeCount() {         return totalPrimeCount;     }    }

多线程/分布式编程-Actor模型

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到了分布式系统时代，工厂已经用流水线了，每个人都有明确分工，这就是Actor模式。每个线程都是一个Actor，这些Actor不共享任何内存，所有的数据都是通过消息传递的方式进行的。

如果用Actor模型实现统计素数个数，那么我们需要1个actor做原料的分发，就是提供要处理的整数，然后10个actor加工，每次从分发actor那里拿一个整数进行加工，最终把加工出来的半成品发给组装actor，组装actor把10个加工actor的结果汇总输出。

用scala实现，下面是工程的结构：

这是它们传递的消息，有一些指令，剩下的都是Int数据:

一个Actor的代码结构一般是下面这种结构，不停的接受消息并处理，没有消息就等待：

组装者代码：

分发者代码：

加工者代码：

主线程代码：

工程代码可以在附件中下载。这个代码实现的效果与前面用Java实现的是一样的，但是各个线程没有共享内存，也没有锁，这样开发起来容易，而且更适合分布式编程，因为分布式编程本身就不适合共享内存。Scala的Actor不能原生的支持分布式，但是Erlang可以，使用Erlang的Actor，分布式编程就和本地编程基本一样。但是Erlang的语法难懂，而且没有变量，几乎所有需要使用循环的地方都得用递归。