Kotlin中的Actor介绍

Kotlin actor是Kotlin编程言语中一种用于构建并发和分布式应用程序的高档东西。它供给了一种根据Actor模型的并发模型，能够愈加轻松地完结杂乱的并发场景。

Actor模型是一种并发编程模型，其中体系中的每个组件都被建模为一个独立的Actor，这个Actor能够接纳和发送音讯，也能够对它的内部状况进行修正。这种模型关于处理异步音讯十分有用，而且能够经过对Actor的组合来构建杂乱的体系。

Kotlin actor库是根据此模型构建的。它供给了一种简略的办法来创立和办理Actor，而且经过运用协程作为底层机制来确保了Actor之间的异步通讯。这种办法不仅能够简化编程模型，一起也能够完结更好的功能和可扩展性。

在Kotlin actor库中，每个Actor都由一个类来表明，而且能够经过创立Actor实例来发动Actor。一旦Actor被发动，它就会开端等候接纳来自其他Actor的音讯，而且能够根据接纳到的音讯做出相应的响应。当Actor需求发送音讯时，它能够运用send办法向其他Actor发送音讯。

Kotlin actor库还供给了一些额外的功能来协助处理并发场景。例如，它能够支撑Actor之间的超时和撤销操作，这样能够愈加灵活地处理Actor之间的通讯。此外，Kotlin actor库还支撑Actor之间的监督和层次关系，使得体系中的错误能够愈加简略地处理。

Kotlin actor是Kotlin编程言语中一种十分强大的东西，它供给了一种简略而有用的办法来构建并发和分布式应用程序。如果您正在开发需求处理并发或异步音讯的应用程序，那么Kotlin actor库或许是您的一个很好的挑选。

Kotlin Actor的常用API

Kotlin Actor是根据协程机制完结的并发编程东西，供给了一系列的API来协助开发者处理并发使命和音讯传递。下面介绍一些常用的Kotlin Actor API：

actor函数：创立一个Actor实例，并返回一个Actor的引证。能够经过这个引证向Actor发送音讯，也能够经过这个引证进行Actor的撤销操作。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.channels.actor
suspend fun main() {
    val actor = actor<Int>(Dispatchers.Default) {
        for (msg in channel) {
            println("Received message: $msg")
        }
    }
    actor.send(1)
    actor.send(2)
    actor.send(3)
    actor.close()
}

运用actor函数创立了一个Actor实例，而且向Actor发送了一些音讯。在Actor中，咱们能够经过channel来接纳音讯，并对音讯进行处理。最终，咱们经过调用close办法来封闭Actor实例。

send办法：向Actor发送一个音讯

val actor = actor<String>(Dispatchers.Default) {
    for (msg in channel) {
        println("Received message: $msg")
    }
}
actor.send("hello")
actor.send("world")

向一个Actor发送了两个字符串音讯，这些音讯将会被Actor接纳并进行处理。

close办法：封闭一个Actor实例。

val actor = actor<Int>(Dispatchers.Default) {
    for (msg in channel) {
        println("Received message: $msg")
    }
}
actor.close()

运用close办法封闭了一个Actor实例，这将会停止Actor的音讯处理循环，而且开释Actor的资源。

运用典范

这儿咱们经过用Kotlin Actor完结一个支撑优先级的音讯行列，每条音讯带着一个suspend函数来表明消费该音讯需求履行的具体使命。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.channels.actor
import java.util.*
data class Message(val priority: Int, val content: String, val action: suspend () -> Unit)
fun main() = runBlocking<Unit> {
    val messageQueue = PriorityQueue<Message>(compareByDescending { it.priority })
    val actor = actor<Message>(Dispatchers.Default) {
        for (msg in channel) {
            messageQueue.offer(msg)
        }
    }
    // send messages to the queue with different priorities and actions
    actor.send(Message(1, "low priority message") { delay(1000); println("low priority action finished") })
    actor.send(Message(3, "high priority message") { delay(500); println("high priority action finished") })
    actor.send(Message(2, "medium priority message") { delay(750); println("medium priority action finished") })
    // execute the actions of the messages in priority order
    while (messageQueue.isNotEmpty()) {
        val message = messageQueue.poll()
        message.action()
    }
    actor.close()
}

首要界说了一个Message数据类，用来表明行列中的音讯，包含音讯的优先级和内容。然后咱们创立了一个PriorityQueue实例，用来存储音讯行列。接着咱们运用actor函数创立了一个Actor实例，用来接纳并处理音讯。

咱们在Message数据类中新增了一个suspend函数类型的action特点，用来表明音讯的履行动作。在向Actor发送音讯的时分，咱们为每条音讯指定了一个不同的action函数，而且在这个函数中进行了一些异步操作，比方运用delay函数来模仿一些耗时的操作。

在Actor中，咱们将接纳到的音讯增加到音讯行列中，然后咱们经过遍历音讯行列的办法依照优先级次序履行行列中的音讯的action函数，这样能够确保每条音讯带着的suspend函数履行完结后，才表明这条音讯被消费完结。

接下来，咱们向Actor发送了三个不同优先级的音讯，然后经过遍历音讯行列的办法依照优先级次序输出行列中的音讯内容。

最终，经过调用close办法封闭了Actor实例

Swift中的Actor

Swift 5.5 引入了一个全新的 Actor 模型，用于解决 Swift 中多线程编程所遇到的诸多问题。同Kotlin中的Actor相同，Actor 是一种轻量级的并发原语，它将一组办法和特点封装在一个独立的运行时实体中，能够确保线程安全的一起，也供给了一些便利的并发操作。在 Swift 中，Actor 被界说为一品种类型，运用 @actor 关键字进行润饰，当类的实例被创立时，就会生成一个 Actor 实例，所有拜访该实例的办法都需求在 Actor 履行上下文中履行，以确保线程安全。

比较传统的锁和信号量等并发原语，Actor 愈加简略运用，避免了许多共享资源的问题，而且能够更好地习惯 Swift 中的异步编程模型。Actor 之间也能够互相通讯，经过 async 和 await 关键字来进行异步音讯传递和处理。

Swift Actor的常用API

Swift 中 Actor 常用的 API 包含：

@ActorIndependent：一个特点润饰符，用于标识某个特点是 Actor 独立的，能够在 Actor 的外部线程中直接拜访，不需求进行 async/await 调用。
actor.receive()：在 Actor 内部，用于接纳并处理来自其他 Actor 的音讯。
actor.async：在 Actor 内部，用于向其他 Actor 发送异步音讯，返回一个 Task 目标，能够经过 await 关键字等候对应的响应。
actor.isolated：在 Actor 内部，用于履行某些耗时的操作，但不会堵塞 Actor 的音讯处理循环。

下面是一个简略的运用示例代码，展示了一个 Actor 接纳和处理音讯的过程：

@Actor class MyActor {
    var counter: Int = 0
    func receive(_ message: Int) {
        print("Received message: \(message)")
        counter += message
    }
}
let myActor = MyActor()
// 在 Actor 内部发送音讯
myActor.async { actor in
    actor.receive(10)
}
// 在 Actor 外部拜访 Actor 独立特点
print(myActor.@ActorIndependent.counter)

在上面的示例中，咱们界说了一个 MyActor 类，并在其内部完结了 receive 办法，用于接纳来自其他 Actor 的音讯，并更新 counter 特点。在主线程中，咱们创立了一个 MyActor 实例，并经过 async 办法向其发送一条音讯。在 async 办法中，咱们需求经过 actor 参数获取到 Actor 实例，以确保在 Actor 履行上下文中履行。最终，咱们经过 @ActorIndependent 特点润饰符，在主线程中直接拜访了 Actor 的独立特点 counter。

运用典范

咱们相同经过Swift Actor完结一个支撑优先级的音讯行列，每条音讯带着一个异步办法来表明消费该音讯需求履行的具体使命。

import Foundation
@available(macOS 12.0, *)
actor MessageQueue {
    private var queue = PriorityQueue<Message>()
    func addMessage(_ message: Message) {
        queue.enqueue(message)
    }
    func processMessages() async {
        while let message = await queue.dequeue() {
            await message.action()
        }
    }
}
@available(macOS 12.0, *)
struct Message {
    let priority: Int
    let content: String
    let action: () async -> Void
}
@available(macOS 12.0, *)
func main() async {
    let messageQueue = MessageQueue()
    // send messages to the queue with different priorities and actions
    await messageQueue.addMessage(Message(priority: 1, content: "low priority message") { await Task.sleep(1); print("low priority action finished") })
    await messageQueue.addMessage(Message(priority: 3, content: "high priority message") { await Task.sleep(0.5); print("high priority action finished") })
    await messageQueue.addMessage(Message(priority: 2, content: "medium priority message") { await Task.sleep(0.75); print("medium priority action finished") })
    // execute the actions of the messages in priority order
    await messageQueue.processMessages()
}
Task {
    await main()
}

上面的代码中，咱们首要界说了一个MessageQueue的Actor类，用来存储和处理音讯行列。在MessageQueue中，咱们运用了一个PriorityQueue来存储音讯，而且供给了addMessage办法用来增加音讯，以及processMessages办法用来依照优先级次序履行音讯行列中的异步函数。

然后咱们界说了一个Message结构体，用来表明行列中的音讯，包含音讯的优先级、内容和异步履行函数。在向Actor发送音讯的时分，咱们为每条音讯指定了一个不同的异步函数，而且在这个函数中进行了一些异步操作，比方运用Task.sleep函数来模仿一些耗时的操作。

在MessageQueue中，咱们将接纳到的音讯增加到音讯行列中，然后咱们经过异步函数的办法依照优先级次序履行行列中的音讯的action函数，这样能够确保每条音讯带着的异步函数履行完结后，才表明这条音讯被消费完结。

相同和区别

Kotlin Actor 和 Swift Actor 作为两个不同言语中的 Actor 模型完结，它们有一些共同点和不同点：

相同点：

都是根据 Actor 模型的并发编程解决方案，能够完结线程安全的并发操作。
都支撑异步音讯传递和处理，能够经过 async 和 await 关键字等候对应的响应。
都供给了一些便利的 Actor 相关的 API，例如在 Actor 内部接纳和处理音讯，向其他 Actor 发送音讯等。

不同点：

言语完结办法不同：Kotlin Actor 是根据协程完结的，而 Swift Actor 是根据异步函数完结的。
Actor 的界说和声明办法不同：Kotlin 中 Actor 经过 actor 关键字进行润饰，Swift 中则是经过 @actor 关键字进行润饰。
Actor 的实例化办法不同：在 Kotlin 中，Actor 是根据协程的，因而每个 Actor 实例都是一个协程，需求经过 actor() 办法来创立；而在 Swift 中，Actor 是根据异步函数的，因而每个 Actor 实例都是一个目标，需求经过类的初始化办法进行创立。
音讯传递办法不同：在 Kotlin 中，能够经过 actor 的 send 办法向 Actor 发送音讯，并经过 receive 办法接纳并处理音讯；而在 Swift 中，能够经过 async 办法向 Actor 发送异步音讯，并经过 receive 办法接纳和处理音讯。

Actor和锁

在处理线程安全问题时，Actor机制和锁是咱们常用的两类手法。Actor 模型相较于传统的锁机制具有以下优势：

减少锁竞赛：传统的锁机制在多线程并发拜访共享资源时，简略发生锁竞赛，导致功能下降。而 Actor 模型中每个 Actor 都有自己的状况和音讯行列，不会直接对共享资源进行拜访，然后减少了锁竞赛。
原子性操作：在 Actor 模型中，每个 Actor 的状况和音讯行列只能被其自己拜访，确保了原子性操作，避免了数据竞赛和并发问题。
异步音讯传递：Actor 模型经过异步音讯传递的办法完结了线程安全的并发拜访，然后避免了锁的等候和开释的开支。
可扩展性：Actor 模型能够完结高并发的场景，由于每个 Actor 都是独立的，能够运行在不同的线程或者不同的进程中，然后进步了体系的可扩展性。
简化编程：运用 Actor 模型能够将并发编程中的杂乱性转化为音讯传递的简略模型，避免了手动办理锁的杂乱性，一起也简化了程序设计和保护的难度。

总体来说，相较于传统的锁机制，Actor 模型在处理线程安全方面具有更多的优势，能够进步体系的功能和可扩展性，一起也简化了并发编程的难度。但是，不同的并发场景和需求也或许需求不同的并发解决方案，需求根据具体情况进行挑选。

移动端线程安全之Actor

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运用典范

Swift中的Actor

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相同和区别

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