Actors in Scala（Scala中的Actor）(预打印版) 第二章 Messages All the Way Up (B)

Actors in Scala（Scala中的Actor）(预打印版) 第二章Messages All the Way Up(B)

张贵宾

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2011.10.08

注：翻译这些英文书籍资料纯粹是业余爱好，如果有不恰当的地方欢迎及时纠正。

2.2 Actors and messages（Actors和消息）

统一控制流和数据流的主要机制需要一种特殊的抽象，这就是actor，和基于发生在actor之间的消息通讯。所谓Actor，其实就是一个有能力和其他actor交换消息的一个对象。在（基于）actor的编程模型中，actors之间仅仅通过传输消息通信。

在一个纯粹的actor系统中，每一个对象都是actor。比如在Erlang中，Erlang是另外一种定义了actor编程模型的语言，每一个原子对象，比如Int，String等，这些都是actor。Scala的actor库，相比之下，允许你轻松的将任何Scala对象转换成actor，而并不要求所有的对象都是actor。

Actor有一个统一的公共接口，一个actor通常可以接受任何类型的消息。当actor从其他actor中收到消息后，收到消息的actor检查或者评估进来的消息。基于消息的类型和内容，收消息的actor会找到它感兴趣的消息；否则就简单的丢弃该消息。如果actor对于进来的消息感兴趣的话，它就会执行一些操作以响应此消息。操作消息的具体行为由actor内部脚本和程序决定。具有对于进来的消息执行响应能力的对象就是actor。

Actor对于进来的消息响应的形式有许多种。最简单的响应就是评估消息的内容。比如在一个基于actor的系统中执行整数x与y之和，这个系统中就必定存在一个actor接受一条包含x和y的消息，在这个actor中将x和y相加。在上面这个例子中，如图2.3，arithmetic actor就会简单的计算x与y的和。

当然，仅仅求两个数字之和对于actor的使用而言就是小菜一碟，况且这个执行结果如果对actor系统外部不可见的话，更是小菜。因而，一个更有用的actor消息应该包含其他对结果感兴趣的actor的地址。

在消息中引用另外的actor，这就是常用的actor通讯机制。在评估一个消息时，根据actor的内部脚本评估完毕后，这个actor能够将结果接着发送给消息中引用的actor。在actor消息中包含通信的引用意味着actor编程模型隐式的支持持续传递的通信方式（CPS-continuation-passing style），而这种通信风格在并发程序中非常常见。

最简单的一种持续通信方式就是如图2.5所示的，在消息中包含发送消息actor的引用。在Scala中访问消息发送方的引用非常方便，因为Scala的actor库中已经在消息中隐式的包含了发送方actor的引用。

在基于actor的系统中，actor的持续通信能力是控制流的关键要素。程序控制流从一个actor到另一个actor，在actor之间持续的传递。与此同时，发送持续消息的actor也可能包含了其他决定控制流的actor所需的数据。actor模型统一了控制流和数据流，即数据和actor的通信控制能够在同一个消息中传递。

这种统一的视图（统一了数据流和控制流）使得设计基于actor的系统变得非常容易。当使用actor设计程序时，首先要考虑代码所需的控制流，这一点是很有用的。Actor将会做出控制决定。之后下一步，你要定义这些控制流需要什么数据，并且在消息中把这些控制流需要的数据发送给相应的actor。

在上面的速度保持控制结构的例子中，比如，目前需要决定是继续保持速度还是减速，这个决定需要当前速度和期望速度两个变量。最简单的实现是在进来的消息中，比较这两个值，然后基于比较结果采取相应的行动。注意，消息的发送方不必是一个actor。

一个更模块化的方法是定义一个actor，专门负责决定所需的调速行为，然后将结果发送持续的actor，如图2.7。

基于actor的设计方法有一个优点，就是可以持续的扩展actor，如ThrottleControl可以在CruiseControl已经定义之后定义，甚至可以在CruiseControl已经初始化并载入内存之后定义，ThrottleControl是一个具有统一收消息接口的简单actor。因此ThrottleControl所需要的仅仅是一个指向持续传递消息的actor的引用。

Actor的极端延迟绑定持续传递的能力允许开发人员给基于actor的系统持续的添加附加信息，比如控制流等。确实，actor的出现源自于这样一种需求：创建以递增的方式创建大的基于知识的系统。

Actor的控制流中的延迟绑定也是一个重要的工具，它可以使得基于actor的系统更加健壮。比如，actor可能会被重复定义，并且允许发送者发送重复的消息等。

Actor通过消息交互听起来与面向对象系统中对象的通信很相似，这种相似性并不是巧合。确实，actor模型是开发在面向对象语言出现之后的，并且也深深地被面向对象的概念所影响。Alan Kay，面向对象语言的发明者，说在面向对象编程中，对象间的消息传递比对象本身更核心。在一个写给Smalltalk讨论组的帖子中，Kay写道：

关于Smalltalk/Squeak的一切都是消息。在日语中有个单词“ma”，意思是在。。。之间，也许与之最相近的英文单词是“interstitial”。构建庞大的可扩展的系统更重要的是设计组件之间的通信，而不是各个组件内部的属性和行为。

Actor模型可以看作是面向对象编程的一种特殊情况，所有对象间的通信都通过消息传递发生，而且对象内部的状态仅仅与对消息的响应相关。