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Akka(10): 分布式运算:集群-Cluster(一)
2017-10-09 13:50:40 】 浏览:10272
Tags:Akka 分布式 运算 集群 -Cluster

   Akka-Cluster可以在一部物理机或一组网络连接的服务器上搭建部署。用Akka开发同一版本的分布式程序可以在任何硬件环境中运行,这样我们就可以确定以Akka分布式程序作为标准的编程方式了。

   在上面两篇讨论里我们介绍了Akka-Remoting。Akka-Remoting其实是一种ActorSystem之间Actor对Actor点对点的沟通协议。通过Akka-Remoting来实现一个ActorSystem中的一个Actor与另一个Actorsystem中的另一个Actor之间的沟通。在Remoting功能之后,Akka又发展了集群Cluster功能。Akka-Cluster是基于Akka-Remoting之上的新一代分布式运算环境,所以Remoting已经成为了Akka-Cluster的内部支持功能,在生产环境中的分布式运算应该尽量使用Akka-Cluster。当然,人们仍然可以在学习和测试环境中使用Akka-Remoting来了解Akka的分布式运算机制和原理。Remoting和Cluster的明显分别之一就是真正实现了Actor的位置透明化。让编程人员可以更轻松自然的实现分布式编程。当然,更重要的是相对Akka-Remoting而言,Akka-Cluster提供了一整套更安全、更高效的分布式运算环境。

简单来说Akka-Cluster将多个JVM连接整合起来,实现消息地址的透明化和统一化使用管理,集成一体化的消息驱动系统。最终目的是能够把一个大型程序分割成多个子程序,然后部署到很多JVM上去实现程序的分布式并行运算。更重要的是:Cluster的构建过程与Actor编程没有牵连,当Cluster把多个ActorSystem集合成一个统一系统后,我们可以用在单一ActorSystem里编程的习惯方式编写分布式运算程序。由于在单一机器上就可以配置多个节点形成一个集群,我们开发的分布式程序可以在单机或多机群上运行,不同的只是如何部署和配置集群环境。

我们首先来认识一些有关Akka-Cluster的基础概念:

Node:集群节点,也可以说是代表一个独立的ActorSystem,用hostname:port来表示。一部物理机器上可以构建多个集群节点Node,这时它们有着相同的hostname和不同的port,在不同机器上的Node则可以使用不同的hostname和相同的port。

Cluster:由多个节点Node作为集群成员通过一种集群组织协议形成集群的一个整体。

Leader:集群中的某个成员节点Node。由Akka自动在集群成员中选定,负责集群成员生命周期状态的具体转换操作。

Seed-Node:由一或多个集群中的节点组成。一个节点在加入集群之前先向所有用户指定的Seed-Node发出联系消息,然后向最先答复的Seed-Node发出加入集群请求。Seed-Node的主要作用是为申请加入集群的节点提供具体的联络地址,毕竟申请加入的节点需要一个具体的地址来发送申请加入消息,从这个方面来说:Seed-Node可以是集群中任何已知地址的节点。

Node-Lifecycle-State:一个节点的生命周期里包括以下几个状态转换:

Joining->Up,Leaving->Exiting,Exiting->Removed,Unreachable->Up,Unreachable->Down,Down->Removed

另外,Akka-Cluster通过交流心跳信号(heart-beat signal)方式可以监测任何节点是否处于无法联络Unreachable状态。

Membership:集群成员组织是通过Gossip沟通协议把多个节点组织起来形成的一个集群整体。

Membership-State: 集群状态,是一个集群内所有节点共享的数据结构,用于存放群内所有节点状态。集群状态是一种CRDT数据结构,提供安全便捷的数据合并操作,方便逐步累加型数据合并更新。

Gossip-Protocal:是Node之间的交流协议。集群内的节点分邻里相互通过Gossip交流更新集群状态数据,逐步扩散交流覆盖整个集群所有节点并形成完整的统一集群状态数据。

Gossip-Convergence:集群统一状态。当Gossip交流覆盖了集群中所有节点,即所有节点都获得统一的集群状态,就达到集群统一状态Convergence。

Failure-Detector fd:所有节点都具备心跳信号交流功能。集群中某个节点可能被多个节点用heartbeat检测在线是否Reachable/Unreachable。如果集群中任何一个节点处于Unreachable状态则整个集群无法达至Convergence状态。

Leader-Actions:当集群达到Convergence后系统自动选定一个Leader节点进行以上描述的节点状态转换操作。如果集群内有节点处于Unreachable状态,无法达到集群Convergence,则无法满足任何节点状态转换请求。

在Akka-Cluster中一个节点加入集群是自动的,只要在配置文件里设置一个Seed-Node清单,否则就必须在Actor程序里用Cluster.join或Cluster.joinSeedNodes方法加人:

 /** * Try to join this cluster node with the node specified by 'address'. * A 'Join(selfAddress)' command is sent to the node to join. * * An actor system can only join a cluster once. Additional attempts will be ignored. * When it has successfully joined it must be restarted to be able to join another * cluster or to join the same cluster again. * * The name of the [[akka.actor.ActorSystem]] must be the same for all members of a * cluster. */ def join(address: Address): Unit = clusterCore ! ClusterUserAction.JoinTo(fillLocal(address)) /** * Join the specified seed nodes without defining them in config. * Especially useful from tests when Addresses are unknown before startup time. * * An actor system can only join a cluster once. Additional attempts will be ignored. * When it has successfully joined it must be restarted to be able to join another * cluster or to join the same cluster again. */ def joinSeedNode  
		
Akka(10): 分布式运算:集群-Cluster(一) https://www.cppentry.com/bencandy.php?fid=90&id=124492

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