深入探索Akka与AkkaTyped：构建响应式应用的新途径

### 深入探索 Akka 与 Akka Typed：构建响应式应用的新途径 #### 1. Akka 与 Actor 模型基础 传统方法难以满足当前的扩展需求，而 Actor 模型以其无共享范式为这一问题提供了解决方案。Akka 是一个用于在 JVM 上构建基于 Actor 应用程序的库。 Actor 通过发送和接收消息进行通信，并相应地改变其内部状态和产生副作用。每个 Actor 都有一个以 ActorRef 形式存在的地址，它还封装了 Actor 的邮箱和调度器。Actor 被组织成层次结构，父 Actor 负责监督其子 Actor。 Actor 有明确的生命周期，并实现了许多方法，这些方法会在其生命周期的适当时候被调用。Akka 还提供了额外的模块，进一步扩展了其功能。 #### 2. 应用测试与运行 在测试方面，我们构建测试类的方式与之前类似，但有一个细微的差别。Seller Actor 是匿名定义的，因此它只是整个 Actor 系统的一部分。我们在默认构造函数中实例化 Store，并使用通过 store 字段可访问的底层 Actor 系统作为 TestKit 实例的构造函数参数。 以下是测试代码示例： ```scala store.seller ! 'UnexpectedMessage expectNoMessage() } "return groceries if given a shopping list" in { store.seller.tell(ShoppingList(1, 1, 1, 1), testActor) expectMsg(Groceries(1,1,1,1)) } ``` 运行应用时，若尚未安装 Java 和 SBT，请进行安装。可以在终端中使用两个单独的终端会话分别运行 Shop 和 Bakery。运行命令如下： - `sbt "runMain ch11.Store"` - `sbt "runMain ch11.Bakery"` 由于代码中未处理 Shopping/ShoppingList 状态的 StateTimeout，因此必须先启动商店会话，待其加载并开始接受连接后，再启动面包店会话。 #### 3. Akka Typed 简介 Akka Typed 是 Akka 的一个模块，它以与未类型化的 Akka 略有不同的方式实现了 Actor 模型。与传统的未类型化 Akka 相比，Akka Typed 减少了开发者的选择，但增加了类型安全性，并简化了在维护阶段对基于 Actor 的程序的推理。 ##### 3.1 与未类型化 Akka 的差异 在未类型化的 Akka 中，Actor 是抽象 Actor 类的任何子类，并重写 `def receive: PartialFunction[Any, Unit]` 方法。这使得开发者在实现中可以做任何事情，除了返回有意义的结果，这使得代码难以推理，并且无法组合 Actor 逻辑。 而 Akka Typed 声明任何定义了静态类型 Behavior 的实体都可以被视为 Actor。Behavior 的类型限制 Actor 只能接收特定类型的消息，并且 Actor 行为的返回类型必须是相同类型的下一个 Behavior。这样可以在编译时确保 Actor 只接收它声明要处理的消息类型。 此外，Actor 地址也需要类型化，并且地址类型需要在编译时已知。因此，未类型化 Akka 的一些特性，如隐式访问当前消息的发送者和通用 Actor 查找，在类型化 Akka 中不可用。 另一个显著的变化是引入了 Signal 消息类型，它代表 Actor 生命周期中的事件，取代了未类型化 Akka 中 Actor 类暴露的专用回调方法。 ##### 3.2 示例：构建饼干面包店 Actor 系统 为了说明 Akka Typed 的特性，我们将重新实现一个小饼干面包店的 Actor 系统，该系统包含多个 Actor，每个 Actor 都有自己的职责： - **Manager**：驱动整个过程，并将材料从一个工人传递到另一个工人。 - **Boy**：获取购物清单，并从商店返回相应的杂货给 Manager。 - **Chef**：将杂货制成面团，使用多个搅拌器，搅拌器的数量取决于要混合的材料量。 - **Cook**：将面团制成生饼干。 - **Baker**：使用有限容量的单个烤箱分批烘焙生饼干。 以下是构建该系统的一些步骤和代码示例： 首先，在 `build.sbt` 中添加依赖： ```scala lazy val akkaVersion = "2.5.13" libraryDependencies += "com.typesafe.akka" %% "akka-actor-typed" % akkaVersion ``` 假设每个代码片段中都存在以下导入： ```scala import akka.actor.typed._ import akka.actor.typed.scaladsl._ ``` 以烤箱 Actor 为例，定义其协议： ```scala final case class Groceries(eggs: Int, flour: Int, sugar: Int, chocolate: Int) final case class Dough(weight: Int) final case class RawCookies(count: Int) final case class ReadyCookies(count: Int) sealed trait Command case class Put(rawCookies: Int, sender: ActorRef[Baker.Command]) extends Command case class Extract(sender: ActorRef[Baker.Command]) extends Command ``` 定义烤箱 Actor 的行为： ```scala def empty: Behaviors.Receive[Command] = Behaviors.receiveMessage[Command] { case Put(rawCookies, sender) => val (inside, overflow: ```