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使用Akka构建集群(一)

来源:程序员人生   发布时间:2017-03-17 09:57:34 阅读次数:3450次

概述

Akka提供的非常吸引人的特性之1就是轻松构建自定义集群,这也是我要选择Akka的最基本缘由之1。如果你不想敲太多代码,也能够通过简单的配置构建1个非常简单的集群。本文为说明Akka集群构建的学习本钱低廉,以Akka官网的例子代码动身,进行简单改造后与Spring集成,有关Spring集成的信息你可以选择浏览《Spring与Akka的集成》1文。本文所讲述的是1款10分简便的集群监听器,它通过定阅集群成员的消息,对全部集群的成员进行管理(管理的方式只是打印1行日志)。

Akka集群规范

根据Akka官网的描写——Akka集群特性提供了容错的、去中心化的、基于集群成员关系点对点的,不存在单点问题、单点瓶颈的服务。其实现原理为闲谈协议和失败检查。

集群概念

  • 节点(node):集群中的逻辑成员。允许1台物理机上有多个节点。由元组hostname:port:uid唯1肯定。
  • 集群(cluster):由成员关系服务构建的1组节点。
  • 领导(leader):集群中唯1扮演领导角色的节点。
  • 种子节点(seed node):作为其他节点加入集群的连接点的节点。实际上,1个节点可以通过向集群中的任何1个节点发送Join(加入)命令加入集群。

节点状态

这里以Akka官网提供的成员状态状态图为例,如图1所示。


图1

图1展现了状态转换的两个因素:动作和状态。

状态

  • joining:节点正在加入集群时的状态。
  • weekly up:配置了akka.cluster.allow-weakly-up-members=on时,启用的状态。
  • up:集群中节点的正常状态。
  • leaving/exiting:优雅的删除节点时,节点的状态。
  • down:标记为已下线的状态。
  • removed:墓碑状态,表示已不再是集群的成员。

动作

  • join:加入集群。
  • leave:告知节点优雅的离开集群。
  • down:标记集群为已下线。

配置

本节将要展现构建集群所需要的最基本的配置,几近不会引入过量的开发本钱,1个集群就构建完成了。application.conf文件的内容以下:

akka {
  actor {
    provider = "akka.cluster.ClusterActorRefProvider"
  }
  remote {
    log-remote-lifecycle-events = off
    netty.tcp {
      hostname = "127.0.0.1"
      port = 2551
    }
  }

  cluster {
    seed-nodes = [
      "akka.tcp://metadataAkkaSystem@127.0.0.1:2551",
      "akka.tcp://metadataAkkaSystem@127.0.0.1:2552"]

    #//#snippet
    # excluded from snippet
    auto-down-unreachable-after = 10s
    #//#snippet
    # auto downing is NOT safe for production deployments.
    # you may want to use it during development, read more about it in the docs.
    #
    # auto-down-unreachable-after = 10s
    
    # Disable legacy metrics in akka-cluster.
	metrics.enabled=off
  }

}
此配置文件与我在《使用Akka的远程调用》1文中的配置有很多不同:

  1. provider不再是akka.remote.RemoteActorRefProvider,而是akka.cluster.ClusterActorRefProvider。这说明ActorRef将由akka.cluster.ClusterActorRefProvider提供;
  2. 增加了cluster配置;

cluster配置详解

首先任何1个集群都需要种子节点,作为基本的加入集群的连接点。本例中以我本地的两个节点(分别监听2551和2552端口)作为种子节点。不管配置了多少个种子节点,除在seed-nodes中配置的第1个种子节点需要率先启动以外(否则其它种子节点没法初始化并且其它节点也没法加入),其余种子节点都是启动顺序无关的。第1个节点需要率先启动的另外一个缘由是如果每一个节点都可以率先启动,那末有可能造成1个集群出现几个种子节点都启动并且加入了自己的集群,此时全部集群实际上分裂为几个集群,造成孤岛。当你启动了超过2个以上的种子节点,那末第1个启动的种子节点是可以关闭下线的。如果第1个种子节点重启了,它将不会在自己创建集群而是向其它种子节点发送Join消息加入已存在的集群。
注意:除akka.remote.netty.tcp.port配置项指定的端口不同,所有加入集群节点的application.conf可以完全1样。如果akka.remote.netty.tcp.port未指定,那末Akka会为你随机选择其他未占用的端口。

简单集群监听器

我们创建1个简单的集群监听器SimpleClusterListener(实际上是1个Actor,由于继承了UntypedActor),它向集群定阅MemberEvent(成员事件)和UnreachableMember(不可达成员)两种消息,来对集群成员进行管理(打印),其实现见代码清单1所示。

代码清单1

@Named("SimpleClusterListener")
@Scope("prototype")
public class SimpleClusterListener extends UntypedActor {
	LoggingAdapter log = Logging.getLogger(getContext().system(), this);
	Cluster cluster = Cluster.get(getContext().system());

	// subscribe to cluster changes
	@Override
	public void preStart() {
		// #subscribe
		cluster.subscribe(getSelf(), ClusterEvent.initialStateAsEvents(), MemberEvent.class, UnreachableMember.class);
		// #subscribe
	}

	// re-subscribe when restart
	@Override
	public void postStop() {
		cluster.unsubscribe(getSelf());
	}

	@Override
	public void onReceive(Object message) {
		if (message instanceof MemberUp) {
			MemberUp mUp = (MemberUp) message;
			log.info("Member is Up: {}", mUp.member());

		} else if (message instanceof UnreachableMember) {
			UnreachableMember mUnreachable = (UnreachableMember) message;
			log.info("Member detected as unreachable: {}", mUnreachable.member());

		} else if (message instanceof MemberRemoved) {
			MemberRemoved mRemoved = (MemberRemoved) message;
			log.info("Member is Removed: {}", mRemoved.member());

		} else if (message instanceof MemberEvent) {
			// ignore

		} else {
			unhandled(message);
		}

	}
}

运行展现

初始化的代码以下:
		logger.info("Start simpleClusterListener");
		final ActorRef simpleClusterListener = actorSystem.actorOf(springExt.props("SimpleClusterListener"), "simpleClusterListener");
		actorMap.put("simpleClusterListener", simpleClusterListener);
		logger.info("Started simpleClusterListener");

我们首先启动第1个种子节点,配置跟第1小节完全1致。我们视察SimpleClusterListener的日志输出以下图所示。


我们再启动第2个种子节点,其配置的akka.remote.netty.tcp.port为2552,我们视察SimpleClusterListener的日志输出以下图所示。


我们再启动1个非种子节点,没有为其指定akka.remote.netty.tcp.port,我们视察SimpleClusterListener的日志输出以下图所示。


可以看到新加入的节点信息被SimpleClusterListener打印出来了,仔细的同学可能发现了1些Akka集群中各个节点的状态迁移信息,第1个种子节点正在加入本身创建的集群时的状态时JOINING,由于第1个种子节点将自己率先选举为Leader,因此它还将自己的状态改变成Up。后面它还将第2个种子节点和第3个节点从JOINING转换到Up状态。

我们停止第3个加入的节点,我们视察SimpleClusterListener的日志输出以下图所示。


可以看到其状态首先被标记为Down,最后被转换为Removed。

总结

通过以上介绍相信大家对使用Akka构建集群有了基本的认识,是否是很轻松?

其它Akka利用的博文以下:

  1. 《Spring与Akka的集成》;
  2. 《使用Akka的远程调用》;
  3. 《使用Akka构建集群(1)》;
  4. 《使用Akka构建集群(2)》;
  5. 《使用Akka持久化——持久化与快照》;
  6. 《使用Akka持久化——消息发送与接收》;


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