1.3 Akka架构体系
Akka采用Scala开发，运行于JVM之上，提供了Scala和Java两种API，目前属于Lightbend公司（原名Typesafe）。它实现了经典的Actor模型，同时也提供了丰富的组件，比如邮箱（MailBox）、路由（Routing）、持久化（Persistence）、网络（包括远程、集群）等，在底层对分布式&并行模式进行了高度且统一的抽象，使工程师用很少的代码就可以实现一个完整的分布式应用。本节我将为大家介绍Akka的整个体系结构以及相关概念。
1.3.1 Actor模型
Actor模型最早在1973年由Carl Hewitt提出，它高度抽象了分布式并行程序的运行模式，从底层屏蔽了线程和锁机制的管理，为开发者提供了简单可依赖的开发方式。
Actor模型认为，并行计算的最小单元就是一个Actor实例，而每个实例拥有自己的状态和行为，在一个大型系统中，可能存在成千上万个Actor实例，它们之间通过消息的方式进行通信，每个Actor都能发送消息给其他Actor，也能从其他Actor接收消息。当我们在执行某个计算任务时，会给对应的Actor实例发送一个相关的消息，该Actor在接收消息后开始执行计算任务，由于整个消息通信的过程是异步的，所以不用等到Actor执行完整个过程就能执行下一步（发送消息后会马上返回），这种异步通信的方式大大提高了程序的响应性。
Actor异步消息通信流程如图1-3所示。
图1-3 Actor的异步消息通信流程
1.3.2 体系结构
Actor是Akka最核心的概念，也是最基本的执行单元，所以对Actor管理和监控的有效性是极为重要的。在Akka中，每个Actor都有自己的监管对象，即该Actor的创建者，它们通常会负责子Actor的失败处理，另外，某些Actor也需要对生命周期进行监控（比如该Actor的终止），以便及时响应并做正确处理，这些监督和监控者本身也都是一个Actor。在Akka中，整个Actor体系被抽象成一个ActorSystem，它是一个层级的结构，拥有公共行为的配置和管理。
在ActorSystem基础上，Akka也提供了一些配套的组件，比如持久化，HTTP服务，网络服务等，它们都是构建高可用分布式应用不可或缺的部分，基本架构体系和周边产品如图1-4所示。
图1-4 Akka基本架构体系及周边产品
Actor组件
在Akka中，Actor是一个高度抽象的对象引用，它包含以下几个要素：
❑ 引用（Actor Reference）:Actor的引用不同于普通对象的引用，也不能通过传统“new”的方式直接创建一个Actor对象。很多时候需要通过actorOf或者actor-Selection等方式返回一个ActorRef对象，该对象有可能存在于本地，也可能存在于远程节点，对我们来说，它是位置透明的。Actor之间的通信和执行任务都是通过消息驱动的（而不是API的调用）。
❑ 状态（State）:Actor在不同时刻可能有着不同的状态，这些状态用变量来表示。在底层实现上，Actor是运行于线程池之上的，肯定会存在多个Actor共享同一个线程的情况，那么会不会出现并发问题呢？实际上，Akka为每个Actor都抽象出一个轻量级的执行“线程”（不是真的线程），在底层已经实现了隔离，所以基本上不用担心该问题的出现。
另外，当JVM崩溃时，为了避免Actor状态的丢失，我们可以借助持久化方案来对状态进行持久化操作。
❑ 行为（Behavior）:Actor有接收和发送消息的能力，每当它接收一条消息后，就可以执行某个业务操作，同时也可以把消息转发到其他节点进行处理。
❑ 监管策略（Supervisor Strategy）:Actor系统是一个层级结构，当任务被某个Actor分摊到子Actor时，父Actor就拥有监管子Actor的义务。在监管时，我们需要根据不同的情况选择不同的处理方案（比如停止、重启、恢复或者失败上溯）和策略（比如1 vs 1、1 vs N策略）。
邮箱（Mailbox）
每个Actor都有自己的邮箱，所有其他Actor发送过来的消息都会进入该邮箱。Akka自带多种邮箱类型，也提供自定义邮箱的接口。
路由（Routing）
消息除了通过普通的Actor发送之外，也可以通过路由发送。当通过路由发送消息时，我们可以根据需求来选择不同的路由策略，比如轮询、广播等。路由也可以是一个Actor。
状态持久化（Persistence）
任何程序都有失败的可能，即便是JVM如此强大稳定的平台也一样。当程序出错、 JVM崩溃时，任何关键状态的丢失，对我们后续的业务来讲都可能是致命的打击，所以状态数据的持久化变得非常重要。Akka提供了Actor状态的持久化方案，以便我们在必要时恢复数据。
网络（远程和分布式集群）
网络功能是实现远程Actor和分布式集群的基础，这其中包含I/O、网络通信（TCP/UDP）、序列化配置、分布式通信协议（Gossip）、节点（node）管理、集群分片等内容。
HTTP模块
Akka提供了简单易用的HTTP模块，支持完整的HTTP服务端与客户端开发，可以帮助我们快速构建性能极强的Rest Web服务。
相关开源项目
Akka具有高性能、可扩展、设计友好等诸多优点，非常适合用来作为分布式应用的基础框架，而且由于对HTTP有非常好的支持，也让它在Web服务领域占有一席之地。目前业界已经有多个基于Akka实现的开源项目，项目类型涵盖了Web开发、微服务、分布式文件或计算服务等。下面是Akka中两个具有代表性的开源项目：
❑ Play框架：一款大名鼎鼎的Web开发框架。它不同于其他Servlet系的框架，比如Struts或者SpringMVC，底层基于Akka构建，天生拥有异步的特点，具有极佳的性能。它默认提供RESTful风格的API，同时也对WebSocket有不错的支持。
❑ Lagom框架：在目前IT界，最火爆的概念要属“微服务”了，微服务的理念是，把业务功能拆成小的、独立的单元，它们之间能够互相通信而且支持水平扩展。Lagom就是这样一款微服务框架，它基于异步的消息驱动，对分布式集群、持久化（如JPA、NoSQL）都有良好的支持。同时，它也拥有完整的集成开发环境，非常便于在线部署和管理。