Akka学习——术语和概念

时间:2023-03-08 15:34:16
Akka学习——术语和概念

(大部分为翻译)

Concurrency vs. Parallelism 并发 vs 并行
并发并不一定同时运行,比如使用时间片,使得两个任务交替执行。而并行是执两个任务真正的同时执行。
Asynchronous vs. Synchronous   同步 vs 异步  
如果一个方法被调用后,调用者只能等到此方法返回值或抛出异常才能继续前进,那这个方法就被称为是“同步”的。
而“异步”调用,是指调用者在经历有限的步骤之后,可以继续前进。方法的完成可以通过其它的机制进行通知,比如Callback, Future, 或者消息。
一个同步的API可以使用阻塞来实现同步,但这不是必须的。比如一个CPU密集型的任务的行为会类似于阻塞。通常,使用异步API更好,因为它能保证系统能够继续前进下去。Actor在本质上是异步的:  Actor在发送完一个消息以后会继续执行,而不用等到消息真的投递出去。
Non-blocking vs. Blocking 阻塞 vs. 非阻塞
阻塞是说一个线程可以无限期地延迟另一个线程的执行。比如使用互拆锁。非阻塞是说没有线程能够无限地阻塞其它线程。
Deadlock vs. Starvation vs. Live-lock 死锁、饥饿、活锁
死锁是说一些参与者互相等待其它人到达一个指定的状态,这样它们才能前进。但是在其它人到达一个指定状态前,没有任何一个能前进,所以所有受影响的子系统都停止了。死锁和“阻塞”紧密联系,因为发生死锁必须得是一个参与者线程能够无限阻塞其它线程前进。
在死锁状态下,没有任保一个参与者能够前进。但是饥饿却是有些参与者能前进,但是有些就不能。比如优先级调度算法时,如果高优先级的任务特别多,低优先级的就永远轮不到执行。
活锁和死锁有些类似,在于没有任何参与者能前进。但是这些参与者的状态的确是在改变,而不是由于互相等待而永远不变。一个活锁发生的情形是:两个参与者互相检测对方的状态,来获取两个资源中的一个。当它们中的一个检测到另一个也想获取同一个资源时,就放弃当前这个,试图去获取另一个。这样,它们可能恰巧总是想获取同一个,于是它们就“活锁”了。
RaceCondition 竞态
当我们对一些事件的顺序的推测会受到外部的不可预测的影响时,这种情况就叫做“竞态”。一个典型的情形是,一些线程共享状态。这样线程交替执行,会产生非预期的行为。但是共享状态对于竞态不是必须的,比如通过UDP发送包时,包发送的顺序和接收的顺序可能是乱的。这样,如果单独的包不包含顺序的信息,server端就无法确定它们的发送顺序。这样就是一种竞态。
在两个actor之前发送消息时,Akka保证消息发送的顺序会被保留。
Non-blocking Guarantees ( Progress Conditions)
正如前边所讨论的,阻塞是我们所不希望的,因为它可能导致死锁,并且降低了系统的吞吐量。下边我们讨论不同的非阻塞性质,这些非阻塞性有不同的强度。
Wait-freedom
如果对一个方法的每次调用在有限的步骤内都能完成,这个方法就被称为"wait-free". If a method is bounded wait-free, then the number of steps has a finite upper bound.
wait-free的方法永远不会阻塞,从而不会发生死锁。从另一个角度来看,由于对方法的调用在有限的步骤内会结束,因此调用者在调用结束后会前进,因此也不会有饥饿。
Lock-freedom
Lock-freedom 比wait-freedom更弱。对于lock-free的方法调用,在绝大多数情况下都会在有限步骤后结束。所以对lock-free调用,死锁是不可能的。但是饥饿是可能的,因为并不能保证所有的调用最终都会结束。
Obstruction-freedom
Obstruction-freedom是最弱的非阻塞保证。
如果一个方法有机会在一个时间点后单独运行(其它线程不再被执行),那它就会在有限的几步内结束,那这个方法就是obstruction-freedom。所有lock-free的对象都是obstruction-free的,但反过来就不成立了。