Модель акторов

Модель акторов в информатике — это математическая модель параллельных вычислений, в которой «актор» является базовым строительным блоком.

Модель акторов позволяет разработчикам создавать надёжные системы на основе сообщений, используя акторы для коммуникации. Конечные автоматы и диаграммы состояний могут моделировать логику акторов. Эти акторы могут общаться друг с другом и с другими акторами одинаковым образом.

Совет

Когда вы запускаете конечный автомат в XState, он становится актором.

Что определяет «актора»?¶

Акторы — это независимые «живые» объекты, которые могут взаимодействовать друг с другом посредством асинхронной передачи сообщений. В XState мы называем эти сообщения событиями.

Актор имеет собственное внутреннее, инкапсулированное состояние, которое может обновляться только самим актором. Актор может обновить своё внутреннее состояние в ответ на полученное сообщение, но оно не может быть обновлено никакой другой сущностью.
Акторы общаются с другими акторами, отправляя и получая события асинхронно.
Акторы обрабатывают по одному сообщению за раз. Они имеют внутренний «почтовый ящик», который действует как очередь событий, обрабатывая события последовательно.
Внутреннее состояние актора не разделяется между акторами. Единственный способ для актора поделиться частью своего внутреннего состояния:
- Отправка событий другим акторам
- Или генерация снимков (snapshots), которые можно рассматривать как неявные события, отправляемые подписчикам.
Акторы могут создавать (spawn/invoke) новых акторов.

Вы найдёте сильное сходство с моделью акторов в программном обеспечении, с которым вы, возможно, уже знакомы. Концепция объектов, инкапсулирующих состояние и передающих сообщения друг другу, может быть знакома из объектно-ориентированного программирования. А акторы аналогичны реальным физическим концепциям, таким как клеточная биология и коммуникация в человеческих отношениях.

Состояние¶

Актор имеет собственное внутреннее, инкапсулированное состояние, которое может обновлять только сам актор. Актор может обновить своё внутреннее состояние в ответ на полученное сообщение, но оно не может быть обновлено никакой другой сущностью. Акторы не разделяют состояние. Единственный способ для актора поделиться данными — это отправка событий.

Подробнее об акторах и состоянии в XState.

Коммуникация через события¶

Акторы общаются с другими акторами, отправляя и получая события асинхронно. Акторы используют внутренний «почтовый ящик», который действует как очередь событий, обрабатывая события по одному за раз.

Подробнее о событиях и переходах в XState.

Порождение акторов¶

Акторы могут порождать новых акторов, что полезно в ситуациях, когда актору нужно делегировать работу другому актору. Порождение позволяет создавать гибкую и динамичную систему, где акторы могут создаваться и уничтожаться по мере необходимости для эффективной обработки рабочей нагрузки.

Модель акторов в бэкенд-разработке¶

Модель акторов часто используется для координации бэкенд-систем. Существуют прямые реализации модели акторов, такие как Akka для JVM. В Erlang процессы можно рассматривать как акторы, которые могут отправлять и получать сообщения и порождать новые процессы. Erlang используется в крупных распределённых системах, таких как Discord и WhatsApp.

В Stately Sky актор конечного автомата может использоваться для управления длительными бэкенд-процессами, такими как процессы онбординга пациентов, управление инвентарём или многопользовательский совместный опыт, например интерактивные доски или игры.

Модель акторов во фронтенд-разработке¶

Модель акторов особенно полезна для координации множества движущихся частей фронтенд веб-приложения.

Ваше фронтенд-приложение всегда является распределённой системой, и управление распределёнными системами — это то, в чём модель акторов преуспевает. Это связано с тем, что в браузерной среде у вас никогда нет настоящего «единого источника истины», вместо этого у вас есть множество независимых источников состояния и событий: сторонние компоненты, локальное состояние компонентов, локальное хранилище, параметры запроса, маршрутизаторы, сетевой ввод/вывод, события DOM и их обработчики и т.д.

[…] не существует такого понятия, как единый источник истины в любом нетривиальном приложении. Все приложения, даже фронтенд-приложения, на каком-то уровне являются распределёнными. – из: Redux is Half of a Pattern (2/2)

Так что даже для простых веб-приложений, с небольшим специфичным для приложения состоянием и несколькими известными событиями, модель акторов может быть полезна.

XState¶

Акторы в XState могут:

Принимать сообщения как события, передаваемые в их собственную внутреннюю логику, или для конечных автоматов как получаемые через переходы.
Создавать больше акторов внутри конечного автомата, используя spawn в assign, или используя создатель действия spawnChild. Подробнее см. Порождение.
Отправлять больше сообщений как события, используя self.send в своей собственной логике, или создатели действий, такие как sendTo или raise в конечном автомате.

Акторы в XState имеют собственную логику актора, которую они используют для:

Принятия локальных решений
Определения способа ответа на следующее полученное сообщение
Изменения собственного приватного состояния (но влияют друг на друга только через обмен сообщениями)

Акторы в XState существуют в системах и могут взаимодействовать друг с другом внутри этих систем и между ними.