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Einführung in das Actor Model mit Akka.net
Das Dokument bietet eine Einführung in das Actor Model mit Akka.NET, das eine alternative Herangehensweise an nebenläufige Programmierung darstellt, die auf der Kommunikation zwischen sogenannten Aktoren basiert. Es beschreibt die Theorie hinter dem Actor Model sowie dessen Implementierungen, Anwendungen und wichtige Konzepte wie Fehlerbehandlung und Routing. Akka.NET wurde als Open-Source-Projekt entwickelt und unterstützt die Erstellung skalierbarer und fehlertoleranter Anwendungen auf der .NET-Plattform.
Einführung in das Actor Model mit Akka.net
- 1. Einführung in dasActor Model mit .net akka.net
- 2. Über mich SoftwareEngineer, Principal @ Progress Software [email protected] @eigeneachse Sprecher auf Konferenzen und User Groups Freier Autor für donetpro Ralph Waldenmaier
- 3. Ziel Enwticklung vonAnwendungen Skalierbar Fehlertolerant Selbst heilend Verteilt Was ist das Actor Model Was ist akka.net
- 4. Actor Model –Die Theorie Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Actor_Model Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Actor_Model): „Das Actor Model (deutsch Aktorenmodell) ist in der Informatik ein Modell für nebenläufige Rechnungen bzw. Programme. Diese werden in nebenläufige Einheiten, sog. Aktoren, unterteilt, die ausschließlich über Nachrichtenaustausch kommunizieren.“ 1973 Carl Hewitt, Peter Bishop und Richard Steiger Implementierungen Erlang Scala C#
- 5. Actor Model –Die Theorie #2 Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Actor_Model “An island of sanity in a sea of concurrency” “Shared nothing” “Black box” “Location transparent” “Distributable by design” Drei Grundsätze Send: Nachrichten an sich selbst oder andere Aktoren verschicken Create: Neue Aktoren erzeugen Behavior: Das eigene Verhalten ändern
- 6. Wer nutzt das? WhatsApp (Erlang) RabbitMQ (Erlang) CouchDB (Erlang) LinkedIn.com (JVM Akka) Walmart.com (JVM Akka) Bank of America Merrill Lynch (Akka.net) Halo ( Project Orleans )
- 7. Wofür verwende ichdas? Alternative zu Threading Message routing State machines CQRS / Event Driven Design IoT Singleton
- 8. .net Entwicklung heute Service BLL DAO TelerikData Access DB DAO2 RestHandler WebApi
- 9. Service BLL DAO Telerik Data Access DB DAO2 RestHandler WebApi Service BLL DAO TelerikData Access DB DAO2 RestHandler WebApi CPU 2 MSMQ Server 1 Server 2 Skalierung Parallel LINQ TPL – async/await Threads WCF WebAPI MSMQ / RabbitMQ / Azure Queues Elastic?
- 10. ActorX ActorY ActorZCPU 2 Server 1Server 2 Skalierung mit akka.net Elastic! Akka.Actor Akka.Remote Akka.Cluster ActorX ActorY ActorZ
- 11. Akka.net Initial Entwickeltvon Roger Johansson und Aaron Stannard OpenSource ( Apache 2 License ) Orientiert sich an den Features der JVM Akka Implementierung ~ 5 core Entwickler ~ 70 github contributor Akka.net Version 1.0 – Q1/2015 Aktuell 1.04 C# und F# API .net und Mono ~ 50 mio msg/sec auf einer Maschine ~ 2,5 millionen actors / GB RAM Reactive Manifesto ( Responsive, Resilient, Elastic, Message Driven ) akka.net
- 12. Wie funktioniert einActor? Quelle: http://getakka.net/docs/concepts/actors
- 13. Actor Lifecycle Actor initializes Starting Actor isup and now able to process messages Receiving Actor cleans up Stopping Actor is dead Terminated Actor is going to restart Restarting PreStart() PostRestart() PreRestart() PostStop() PostStop()
- 14. DispatcherThreadPool Actor1 Actor1 Actor2 Actor2Actor3 Actor4 Actor4 Actor1 Actor3 Actor4 Actor2 Actor1 Actor3 Actor2 Time ThreadPoolDispatcher ( default, max concurrency ) TaskDispatcher ( TPL ) CurrentSynchronizationContextDispatcher ( UI sync ) …
- 15. Demo Akka.Actor HelloWorld Actor System ReceiveActor ActorRef Server 1 ActorX ActorY ActorZ
- 16. Demo Akka.Remote #1 Chat app ActorSelection RemoteActorRefProvider Akka.Remote ActorX ActorY ActorZ ActorX ActorY ActorZ
- 17. Demo Akka.Remote #2 Remote deployment Remote daemon Akka.Remote ActorX ActorY ActorZ ActorX ActorY ActorZ ActorA*
- 18. Router Leitet Nachrichtenan „routee“ Actors weiter Group vs. Pool Router RoundRobinRouter ScatterGatherFirstCompletedRouter BroadcastRouter ConsistentHashingRouter SmallestMailboxRouter Elastische pools
- 19. Router konfiguration akka.actor.deployment { /some-pool{ router = round-robin-pool nr-of-instances = 5 } } // Hocon config var router = system.ActorOf(Props.Create<Worker>().WithRouter(FromConfig.Instance), "some-pool"); // Code config var router = system.ActorOf(Props.Create<Worker>().WithRouter( new RoundRobinPool(5)), "some-pool");
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- 22. Elastische pools akka.actor.deployment { /my-router { router =round-robin-pool resizer { enabled = on lower-bound = 1 upper-bound = 10 messages-per-resize = 10 ramp-up-rate = 0.2 pressure-threshold = 1 backoff-threshold = 0.3 … } } }
- 23. Demo Akka.Routing RoundRobin Deployment configuration
- 24. Supervision Jeder Actorwird durch einen anderen Actor überwacht, welcher entscheidet, wie im Fehlerfall zu reagieren ist. Restart Teminate Ignore and Resume Escalate an eigenen Supervisor Selbstheilung
- 25. ErrorHandling – OneForOne Quelle:http://getakka.net/docs/concepts/supervision
- 26. ErrorHandling – AllForOne Quelle:http://getakka.net/docs/concepts/supervision
- 27. Error handling protected overrideSupervisorStrategy SupervisorStrategy() { return new OneForOneStrategy( // oder AllForOneStrategy maxNumberOfRetries: 10, duration: TimeSpan.FromSeconds(30), decider: x => { if (x is ArithmeticException) return Directive.Resume; else if (x is NotSupportedException) return Directive.Stop; else if (x is ArgumentOutOfRangeException) return Directive.Escalate; else return Directive.Restart; }); }
- 28. Switchable Behavior private voidLebendig(){ …//other code if (this.lebenspunkte <= 0) this.Become(Tot); … } private void Tot(){ Receive<Wiederbeleben>(() => { this.lebenspunkte = this.maxLebenspunkte; this.Become(Lebendig); }); }
- 29. Weitere Features Cluster Cluster Sharding Dependency Injection – Autofac Persistence Finite State Machines F# API
- 30. Wie gehts weiter? http://getakka.net/ https://github.com/akkadotnet/akka.net/tree/dev/src/examples https://gitter.im/akkadotnet/akka.net https://petabridge.com/bootcamp/ (kostenlos) https://petabridge.com/
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- 32. http://www.dotnet-developer-conference.de/ 30.November bis 02. Dezember 2015 Pullman Hotel Köln Frühbucher Bis 16. Oktober
Hinweis der Redaktion
- #3 Welchen hintergrund haben die Leute? Web; Backend; Ui?
- #5 Erlang: Netzwerk; Fail fast
- #6 Getrennte Speicherbereiche; Eigener Thread vs. Multihreaded Concurrency Distributable by Design Location transparent OOP vs. Actor model Behavior Stateful Synchronous vs Asynchronous
- #12 Resilient = Wiederstandsfähig
- #13 Explain MailBox vs. Public API Behavior State Supervision Children ActorRef Transport: It doesn’t matter where the Actor lives. We just need the Actor ref
- #15 The first free thread will be used by the actor Using a thread per actor would be too expensive Memory consumption wise 64bit system = 1 Thread = 4mb -> 1000 Threads = 4Gb 32bit system = 1mb / thread Actor consumes only CPU when it is processing
- #17 Client 2 Client also possible since P2P (With ActorRef)
- #18 RemoteDeployment: Example: Gather performance counter information on a remote system Remote Deploy project
- #19 Group: Eigen definierte Routee Pool: System erstellte Routee Erkläre abgesetzte Router
- #20 HOCON = Human-Optimized Config Object Notation
- #21 RemoteRoundRobin ScaleUp and Out at the same time
- #23 pressure-threshold = 1 // all have at least 1 msg backoff-threshold = 0.3 // less than 30% are busy messages-per-resize - The # of messages to route before checking if resize is needed
- #24 Remote Deploy project: Config 2
- #26 Explain Guardian User guardian Created by user System guardian Inside akka.net
- #28 MaxNumberOfRetries: Wie oft wird die action versucht Duration: In welchem Zeitraum dürfen die Fehler auftreten
- #29 Actor can decide how to handle next incoming message Super for state machines
- #30 Persistence Journal -> in database for instance