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Orleans解决并发之痛（一）：单线程

發布時間：2023/12/4 编程问答 66 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Orleans解决并发之痛（一）：单线程小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

程序在運行過程中有時會莫名其妙出現代碼的某些約束或者執行結果和理想狀況不一樣，正常邏輯怎么會出現這樣的情況？到底發生了什么？好像見了鬼！瞬間好無助。

誰來救救我

大多數出現正常邏輯很難解釋的時候，我們可能會想到并發問題，因為好像只有并發才會能說服自己。為了驗證和解決這個問題，我們可能會嘗試一些方案，在并發的情況下我相信很多人都使用過鎖，鎖確實也能幫忙我們解決問題，不然它干嘛存在。

但隨著業務邏輯的持續復雜，鎖的使用可能無處不在。首先大家都知道鎖本身的機制很耗性能；然后鎖本身不涉及什么編程模式，所以在業務代碼中融入大量鎖對代碼本身的穩定性也有一定影響。

經過查找資料，因為本身的項目是基于.NET，所以發現Microsoft Orleans好像可以比較好的滿足解決并發的需求。

Orleans之前，先來扯一扯Actor模型

Actor是以單線程存在的，所有消息都是順序到達的，每次收到消息后，就放入隊列，而它每次也從隊列中取出消息體來處理；

每一個Actor有一個Id和它對應，一個Id對應的Actor只會在集群中存在一個，使用者只需要通過Id就能隨時訪問不需要關注該Actor在集群的什么位置；

每一個Actor看作是一個獨立的實體，擁有自己獨立的狀態。Actor與Actor之間可以進行消息通知；

注：有狀態的 Actor在集群中一個Id只會存在一個實例，無狀態的可配置為根據流量存在多個，無狀態的情況看具體業務需求。

Actor System

再來扯一扯Orleans框架

Orleans 提供了一個簡單的方法來構建大規模、高并發、分布式應用程序，被認為是Actor模型的分布式版本，是一種改進的Actor模型。在Orleans中，Actors被稱作Grains，采用接口來表示，Actors的消息用異步方法來接收，方法返回值必須是Task or Task<T>。

Orleans幾個核心角色：

Grains（Actors）

Grains是Orleans應用程序的業務邏輯實現與抽象，Grains是彼此孤立的原子單位，分布的，持久的。一個典型的Grain是有狀態和行為的一個單實例。

Silo

Silo是一個主機服務，里面主要用于執行Grains，也就是說Grains開發完成后需要注冊到Silo中，然后等待調用。它監聽一個端口，用來監聽從Silo到Silo的消息或者從客戶端到Silo的消息的，典型的Silo就是，每臺機器運行一個Silo，會對外暴露網關地址供調用。

Cluster（集群搭建的時候會具體介紹）

大量的Silo同時在一起工作就形成了Orleans的集群，Orleans運行完全自動化的集群管理。

Client

具體的應用客戶端，可以是控制臺、Web應用程序、WPF等一切.NET端技術。

開始接觸Orleans Sample的時候，第一感覺項目結構和gRPC還挺像的，如果你之前有接觸，一定感覺很親切：

定義一個接口（Interfaces）

實現接口（Grains） -- 添加引用Interfaces

啟動服務端（Silo）-- 添加引用Interfaces，Grains

啟動客戶端（Client）-- 添加引用Interfaces

練習過程中對Nuget安裝Orleans相關依賴包可能會有一些模糊，這里說明一下我的具體步驟，希望盡快幫忙實現效果，所有程序集使用.Net Framework的版本都是4.6：

程序集名稱類型Nuget依賴包
Microsoft.Orleans.引用

Interfaces	類庫	Core	-
Grains	類庫	Core	Interfaces
Silo	控制臺程序	Core OrleansCodeGenerator OrleansProviders OrleansRuntime	Interfaces Grains
Client	控制臺程序	Core OrleansCodeGenerator	Interfaces

在Silo項目中添加配置文件 OrleansConfiguration.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <OrleansConfiguration xmlns="urn:orleans"><Globals><SeedNode Address="localhost" Port="11111" /></Globals><Defaults><Networking Address="localhost" Port="11111" /><ProxyingGateway Address="localhost" Port="30000" /></Defaults> </OrleansConfiguration>

SeedNode：集群中主Silo地址，生產環境下不要這么使用。以這種方式配置主Silo的情況下，其他Silo加入集群需要等主Silo先啟動。之后會介紹SystemStore來維護集群成員關系；
Networking：內部Silo與Silo之間通信地址；
ProxyingGateway：客戶端調用的網關地址；

在Client項目中添加配置文件 ClientConfiguration.xml：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <ClientConfiguration xmlns="urn:orleans"><Gateway Address="localhost" Port="30000"/> </ClientConfiguration>

Gateway：配置Silo對外的網關地址；

集群下可以配置多個Gateway節點，如下：

注意：配置文件需要設置屬性 "復制到輸出目錄"

configuration

Grain說明：

每個Grain都是單實例的，具有唯一標識。根據唯一標識獲取Grain，這個標識可以是GUID、String、Long、混合類型。

在Grain內如果發送消息給其他Grain，需要使用 this.GrainFactory.GetGrain，不能通過 GrainClient.GrainFactory.GetGrain。

var test = GrainClient.GrainFactory.GetGrain<ITest>(0); // long類型的primaryKey 0 public class TestGrain : Orleans.Grain, ITest {private int num = 0;public Task AddCount(){num++;Console.WriteLine(num);return Task.CompletedTask;} }

Client說明：

同時啟動3個Task，每個Task內并行200次調用AddCount方法。如果沒有做特殊的處理，num的結果肯定是亂的，并不會出現一直累加的效果。

private static void DoClientWork() {var t1 = Task.Factory.StartNew(() =>{AddCount();});var t2 = Task.Factory.StartNew(() =>{AddCount();});var t3 = Task.Factory.StartNew(() =>{AddCount();});Task.WaitAll(t1, t2, t3); }static void AddCount() {var test = GrainClient.GrainFactory.GetGrain<ITest>(0);Parallel.For(0, 200, (i) =>{test.AddCount();}); }

實際上執行最終的結果是600，并不會出現不一致的變化效果，這足以說明同一個Grain內部是單線程執行。

Test Result

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Orleans解决并发之痛（一）：单线程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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