摘要:

如何实现并发?python如何实现并发?传统的并发编程我们都很熟悉，以Java举例，那就是通过共享内存和锁的方式来进行并发控制。但你有没有想过还有其他方式可以实现高并发呢？今天我们就来看看Actor并发编程模型，并从一致性和隔离性的角度来分析为什么有Actor并发编程模型。Actor模型其实就

我们都熟悉传统的并发编程。以Java为例，即通过共享内存和锁来进行并发控制。但是你有没有想过还有其他方法可以实现高并发？今天我们就来看看Actor并发编程模型，从一致性和隔离性的角度来分析为什么会有Actor并发编程模型。

演员模型介绍

如今单核CPU的发展已经到了瓶颈。要提高硬件的速度，更重要的是增加CPU核心的数量。针对这种情况，为了提高我们程序的效率，还应该从并发性入手。传统的多线程方式极易出现bug，且难以维护，不过不用担心，今天会引入另一种并发模式，在一定程度上解决这些问题，那就是Actor模型。

参与者模型实际上定义了一组规则，这些规则指定了一组系统中的模块如何交互和响应。在一个Actor系统中，Actor是最小的单元模块，系统由多个Actor组成。每个演员都有两样东西，一个是邮箱，一个是自己的状态。同时，Actor具有接收和发送功能。下面的scala代码用于给出一个近似的Actor示例：当Actor收到一条消息时，它将执行以下三个动作之一：

创造其他演员。

向其他参与者发送消息。

修改自己的状态。

请注意，尽管许多参与者同时运行，但一个参与者只能按顺序处理消息。也就是说，其他演员给一个演员发三条消息，一次只能处理一条消息。因此，如果您想要并行处理3条消息，您需要将这条消息发送给3个参与者。

下图显示了一个简单的参与者模型系统：

了解了演员模型的一般规则之后，我们再用两个具体的例子来看看演员模型的优缺点。

二。两个例子

2.1素数计算

假设我们现在有一个任务，需要找出10万以内的素数个数，用多线程实现。

下图显示了使用共享内存和以Actor模型的方式执行并发执行的方式。

这里有两种处理并发的不同方法。传统的方法是通过锁定/同步来实现并发。每次同步获取当前值，并要求一个线程判断该值是否为素数。如果是，通过同步使计数器加1(这里的解释只是提供思路，这种方法自然有很大的优化空间)。

演员模式不一样。它将这个过程分成几个模块，也就是几个参与者。每个参与者负责不同的部分，这些参与者通过消息传递的方式协同工作，并且主计算可以有多个参与者参与，通过多个参与者的协作实现并发。

2.2银行转账

银行转账的任务描述很简单。假设有两个用户，现在用户A转账100元给用户b，这个演员模型应该怎么设计？

用户A和用户B显然是两个Actor，但是我们还需要一个Actor，可以控制用户A Actor和用户B Actor，我们称之为transfer manager Actor。那么流程图如下。

可以看到，当一个转账需求来临时，演员管家会先给用户A演员发送扣100元的信息，收到扣费成功的消息后再给用户B演员发送消息，要求他加100元。

一切看起来都很美，不是吗？但是有一个问题，就是在用户A演员扣费期间，用户B演员是不受限制的。这个时候运营用户B演员是合法的！比如说A转账给B 100元。在一致的环境下，账户A减少100，账户B增加100，然后B可以转账给他人。在Actor中，可能是A减了100后，B并没有增加100。这时候B转50给C，B的账户会先减50，再增100，这样就容易出现脏读、幻影读等一些问题。在这种情况下，简单的参与者模型是脆弱的，需要添加其他机制来确保一致性。

看到这里，你就明白了，演员模式不是万能的，只是有一些缺点。也就是对于一致性要求强的场景比较弱。

3.为什么会出现演员模特？

在说为什么之前，我们需要先说一下事物并发中的一致性和隔离性。

也就是说，一致性使数据保持一致。比如银行转账，用户A给用户B转账100元，在没有其他干扰的情况下，转账完成时。用户A的账户必然减少这100元，用户B的账户必然增加这100元，满足了一致性。你不能说用户A减50或者用户B增200。

隔离可以理解为牺牲一致性需求的一部分来提高性能。比如完全一致的情况下，任务都是串行的，然后就没有隔离了。

了解了这些，你就知道为什么会有演员模特了。

在传统的并发模式下，共享内存往往一致性强，隔离性弱。例如，悲观锁定/同步实际上是一种具有强一致性的控制并发的方法。Actor模型天生隔离性强，一致性弱，所以Actor模型在并发性上有很好的表现，易于控制和管理。

这样你就能明白Actor模型适合什么样的并发场景了。在对一致性要求不是很高，对性能要求很高的情况下，演员模型无疑是一个值得尝试的方案。比如现在很多分布式框架中(Hadoop、Spark等。)，它们之间的RPC通信大多是通过Actor模型而不是传统的并发编程来实现的。

如果您需要Java架构师的相关信息，可以稍后关注您的私信，回复“信息”即可获得免费的架构视频资料。记得像重点一样转发！