响应式架构:消息模式Actor实现与Scala、Akka应用集成

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美Vaughn Vernon沃恩 弗农,苏宝龙 著
图书标签:
  • 响应式架构
  • 消息模式
  • Actor模型
  • Scala
  • Akka
  • 分布式系统
  • 并发编程
  • 微服务
  • 高并发
  • 异步编程
  • 领域驱动设计
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店铺: 悦读时代图书专营店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121291135
商品编码:29578791080
包装:平装
出版时间:2016-06-01

具体描述

基本信息

书名:响应式架构:消息模式Actor实现与Scala、Akka应用集成

定价:99.00元

作者:(美)Vaughn Vernon(沃恩 弗农),苏宝龙

出版社:电子工业出版社

出版日期:2016-06-01

ISBN:9787121291135

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.4kg

编辑推荐


√ AKKA项目创始人为原书作序,Scala倡导者和践行者邓草原为译著作序,可见本书地位之显赫。
√ 用先进的ACTOR模型,能创建更简单、性能及可伸缩性更高的系统。
√ 函数响应式编程(Functional Reactive Programming)具前景,本书首度剖析其架构理念与实践思路。
√ 本书作者前作《实现领域驱动设计》畅销至今,对DDD理解深刻,目前更是AKKA模型屈指可数的专家。
使用响应式结构通过全方位简化编程工作的各个层面,消除编程复杂性的方式
Actor系统和Actor对象的特点,以及通过Akka框架使它们拥有更强大功能的方式
怎样创建可以在一个或多个计算节点中自由伸缩的系统
创建通道机制的方式,以及怎样选择适当的通道解决应用程序的开发和整合难题
应使消息拥有怎样的结构,才能将消息发送者的意图清晰地告知消息接收者
由领域驱动的应用程序实现处理过程管理器的方式。
降低消息源和消息目的地之间的耦合性,和将适当的业务逻辑整合到消息路由器中的方式
在应用程序开发和整合环境中会用到的各种消息转换方式
使用事件溯源模式和符合CQRS原则的响应式视图,实现持久化Actor对象的方式

内容提要


通过Actor模型使用响应式消息传输模式,可编写出具有高性能、高响应性、高可伸缩性和高韧性的并发应用程序。本书由10章构成,详细介绍了使用Actor模型中响应式消息传输模式的理论和实用技巧。其中包括:Actor模型和响应式软件的主要概念、Scala语言的基础知识、Akka框架与Akka集群功能、Actor模型中的通道机制和技术、降低消息源与消息目的地之间耦合性的方式、持久化Actor对象和幂等接收者。附录A中还介绍了通过.NET平台和C#语言使用Actor模型的方式。

目录


目录
第1章 Actor模型和企业级软件概述. ................................... 1

为什么企业级软件难以开发........1
响应式应用程序简介....................4
响应性 ....................................5
韧性 ...6
灵活性 ....................................6
消息驱动 ................................7
企业级应用程序............................8
Actor模型 ..9
Actor模型的起源 ................10
了解 Actor模型 ................... 11
Actor模型的明晰性 .....................20
下章提要.21

第2章 使用Scala语言和Akka框架实现Actor模型............. 22

怎样获取Scala语言和Akka框架 23
使用 Typesafe Activator编辑器 ..............................23
使用 sbt ................................23
使用 Maven ..........................24
使用 Gradle ..........................25
使用Scala语言编写程序 .............26
Scala概要教程 ....................27
使用Akka框架编写程序.............39
Actor系统 ............................40
实现 Actor对象 ...................46
监督 .52
远程处理 ..............................55
集群功能 ..............................68
测试 Actor对象 ...................94
CompletableApp类 .............98
小结.......100

第3章 性能情结. ........................ 101
晶体管...101
时钟频率....................................103
核心和高速缓存........................104
可伸缩性....................................106
多线程技术的难点....................109
Actor模型的作用 ....................... 114
处理伪共享 ........................ 116
设计模式.................................... 117

第4章 通过Actor对象传递消息. . 119
消息通道....................................120
消息.......121
管道和过滤器............................126
消息路由器................................131
消息译码器................................134
消息端点....................................135
小结.......137

第5章 消息通道. ........................ 138
点对点通道................................140
发布—订阅通道........................143
本地事件流 ........................143
分布式发布—订阅通道 ....149
数据类型通道............................157
非法消息通道............................159
死信通道....................................161
确保送达机制............................164
通道适配器................................172
消息桥...174
消息总线....................................180
小结.......189

第6章 消息结构. ........................ 190

命令消息....................................191
文档消息....................................192
管理处理流程和处理过程 194
事件消息....................................195
请求—回复模式........................197
返回地址....................................199
相关标识符................................203
消息序列....................................204
消息有效期................................206
格式标识符................................209
小结.......213

第7章 消息路由. ........................ 214
基于内容的路由器....................215
消息过滤器................................219
动态路由器................................223
接收者列表................................232
分离器...241
聚合器...245
重新定序器................................252
组合消息处理器........................259
分散—聚集路由器....................260
传送名单....................................274
处理过程管理器........................282
消息经纪人路由器....................298
小结.......301

第8章 消息转换. ........................ 302
封装器...303
内容丰富器................................305
不可变的 DoctorVisitCompleted消息...................309
是否应在本地系统中创建 AccountingEnricherDispatcher对象 ..............309
内容过滤器................................310
存放证...313
标准化器....................................321
规范化消息模型........................322
Actor系统需要标准 ..........323
小结.......324

第9章 消息端点. ........................ 325

消息传输网关............................326
消息传输映射............................332
事务型客户端/ Actor对象 .........339
事务型客户端 ....................341
事务型 Actor对象 .............342
轮询消费者................................350
资源轮询 ............................354
由事件驱动的消费者................358
具有竞争性的消费者................359
消息调度器................................361
选择性消费者............................364
持久订阅者................................367
幂等接收者................................370
避免处理消息副本 ............370
使消息具有相同的效果 ....371
使状态切换操作不受收到消息副本的影响 .........372
服务激活剂................................378
小结.......379

0章 系统管理和基础结构...... 380

控制总线....................................380
改道器...382
器...384
消息元数据/历史记录 ...............385
消息日志/存储器 .......................389
智能代理................................

作者介绍


Vaughn Vernon 是一位的软件开发者,并且是一位简化软件设计和实现思想的人物。他是畅销书Implementing Domain-Driven Design 的作者,这本书也是由Addison-Wesley 出版社出版的。他还为来自世界各地的数百位软件开发者教授IDDD Workshop 课程。Vaughn Vernon 经常在计算机行业大会上发表演讲。他擅长的领域包括分布式计算和消息传输,而且尤为擅长Actor 模型。在2012 年,他在一个GIS 系统中次使用了Akka 框架。此后,他就一直专门研究通过由领域驱动的设计模式应用Actor 模型的技术。通过关注Vaughn Vernon 的( href='#'>.VaughnVernon.co)和微博(Twitter 网站的@VaughnVernon 用户),可以了解他的*著作。

文摘


序言



《响应式架构:消息模式 Actor 实现与 Scala、Akka 应用集成》 本书概述 在当今快速变化、对实时性和可靠性要求极高的软件开发领域,构建能够弹性应对高并发、分布式环境以及不可预测故障的系统变得至关重要。传统同步阻塞的编程模型已难以满足这些挑战,而响应式架构应运而生,为我们提供了一套强大的设计原则和实现技术。本书深入探讨了响应式架构的核心理念,并着重于 Actor 模型作为实现这些理念的基石。我们将详细剖析 Actor 模型的工作原理,并结合 Scala 和 Akka 这一成熟的工具集,提供一套完整的实践指南,帮助开发者构建出具备高并发、容错性、弹性和可伸缩性的现代应用程序。 谁适合阅读本书? 本书面向有一定编程基础,特别是熟悉面向对象编程语言(如 Java、C 或 Scala)的开发者。如果您是: 后端开发者: 正在寻求构建高性能、高可用性、能够轻松处理海量请求的分布式系统的架构师和工程师。 Java/Scala 开发者: 希望学习如何利用 Scala 和 Akka 构建更具弹性和可伸缩性的应用程序,摆脱传统并发编程的复杂性和易出错性。 系统架构师: 致力于设计下一代分布式系统,并希望了解响应式编程范式和 Actor 模型如何应对复杂性。 对并发和分布式系统感兴趣的开发者: 渴望深入理解如何在现代技术栈中处理并发、消息传递和容错。 您将学到什么? 本书将带领您踏上一段全面的响应式架构学习之旅,涵盖从基本概念到高级实现的各个层面: 第一部分:响应式架构的基石 1. 理解响应式宣言: 我们将从响应式宣言的四个核心原则——响应式 (Responsive)、弹性 (Resilient)、弹性 (Elastic) 和 消息驱动 (Message-driven)——入手,阐述它们为何是构建健壮系统的关键。我们将讨论这些原则在实际应用中带来的好处,以及它们如何挑战传统的开发思维。 2. 为何需要响应式: 深入分析当前软件系统面临的挑战,例如指数级增长的数据量、用户对实时响应的期待、以及基础设施的不可预测性。本书将详细解释为何传统架构难以应对这些挑战,以及响应式架构如何提供有效的解决方案。 3. 函数式编程与响应式: 探讨函数式编程范式(特别是 Scala 所支持的特性)与响应式编程之间的协同作用。我们将解释不可变性、纯函数等概念如何简化并发编程,降低引入错误的可能性,并为构建更易于推理的系统奠定基础。 第二部分:Actor 模型精粹 4. Actor 模型入门: 这是本书的核心。我们将深入浅出地介绍 Actor 模型的基本概念: Actor: 什么是 Actor?它们是如何工作的?它们的独立性、邮箱(Mailbox)和状态管理。 消息传递: Actor 之间如何通过异步消息进行通信?为什么这是实现解耦和并发的关键? 不可变性: 消息的不可变性如何保证线程安全和系统一致性。 隔离性: Actor 如何通过封装状态和行为来避免共享状态带来的并发问题。 5. Actor 的生命周期与行为: 详细讲解 Actor 的创建、销毁、邮箱管理、消息处理流程以及如何处理异常。我们将深入 Actor 的状态转换和行为切换机制,这对于构建复杂的、能够动态调整自身行为的系统至关重要。 6. 监督策略(Supervision Strategy): 这是 Actor 模型处理故障的核心机制。我们将详细讲解 Akka 中强大的监督策略,包括: 监督者(Supervisor)与被监督者(Supervised): Actor 之间的层级关系。 重启(Restart)、停止(Stop)、resume、escalate: 不同的故障恢复策略,以及如何根据应用场景选择合适的策略。 故障传播: 故障是如何在 Actor 层级中上传和处理的。 7. Actor 系统(Actor System): 介绍 Akka Actor System 的概念,它是 Actor 模型的运行环境,负责 Actor 的生命周期管理、调度、网络通信等。理解 Actor System 的架构对于构建大型分布式系统至关重要。 第三部分:Scala 与 Akka 实战 8. Scala 语言特性回顾与 Actor 编程: 简要回顾 Scala 中与 Actor 模型紧密集成的语言特性,如模式匹配(Pattern Matching)、高阶函数(Higher-order Functions)、case classes 等,并展示如何利用这些特性编写简洁、表达力强的 Actor 代码。 9. Akka 核心组件: Akka Actor: 编写第一个 Akka Actor,包括 `receive` 方法、发送消息 (`!`)、 Ask 模式 (`?`)。 Actor Ref: 理解 Actor Reference 的作用,以及如何通过它与 Actor 进行交互。 Actor Path: Actor 的唯一标识符,以及如何通过路径寻址。 10. Akka 消息传递模式: At-most-once, At-least-once, Exactly-once: 深入分析不同级别的消息传递保证,以及 Akka 如何通过其内部机制实现这些保证(例如,Akkad-cluster 的消息传递)。 请求-响应模型: 使用 Ask 模式实现 Actor 间的同步交互。 事件驱动模型: 利用 Actor 模型实现事件的发布和订阅。 11. Akka 的容错与恢复: Persistent Actors(持久化 Actor): 介绍 Akka Persistence,如何将 Actor 的状态持久化,从而在 Actor 崩溃后能够恢复到之前的状态,保证数据的可靠性。我们将讲解 Event Sourcing 和 Snapshotting 的概念。 Event Adapters 和 Event Replay: 如何处理事件的序列化和反序列化,以及如何重放事件来恢复 Actor 状态。 12. Akka 集群(Akka Cluster): 分布式 Actor 系统: 讲解 Akka Cluster 如何将多个 Akka Actor System 连接成一个逻辑上的集群,实现 Actor 的跨节点通信和高可用性。 成员资格管理(Membership Management): 集群的动态加入和离开,以及 gossip 协议。 集群单例(Cluster Singleton)和集群分片(Cluster Sharding): 实现分布式系统中的全局唯一性服务和数据分片,解决分布式环境下的状态管理问题。 分布式数据(Distributed Data): 介绍 Akka Distributed Data 提供的最终一致性数据结构,用于在集群中共享数据。 13. Akka Streams: 流处理模型: 介绍 Akka Streams,一个用于处理无限数据流的库,它提供了一个声明式 API 来构建复杂的、非阻塞的流处理管道。 Source, Flow, Sink: 理解流处理的基本组件。 背压(Backpressure): Akka Streams 如何优雅地处理生产者和消费者的速度不匹配问题,防止系统过载。 与其他 Akka 组件集成: 如何将 Akka Streams 与 Actor 模型结合,构建端到端的响应式系统。 14. Akka HTTP: 构建响应式 Web 服务: 介绍 Akka HTTP,一个用于构建高性能、响应式的 HTTP 服务器和客户端的库。 路由(Routing): 如何定义 HTTP 请求的处理逻辑。 请求/响应处理: 如何处理 HTTP 请求和发送响应。 流式 HTTP: 支持流式请求体和响应体,以处理大数据量。 第四部分:高级主题与最佳实践 15. Actor 模型设计模式: 介绍一些在 Actor 模型中常用的设计模式,如: Worker Pool: 管理一组工作 Actor。 Router: 将消息分发给一组 Actor。 Event Sourcing / CQRS: 结合 Actor 模型实现事件溯源和命令查询职责分离。 Stateful Streaming: 利用 Actor 实现有状态的流处理。 16. 测试 Akka 应用: 讲解如何有效地测试 Actor 和 Actor 系统,包括单元测试、集成测试以及对 Actor 行为和状态的验证。 17. 性能调优与监控: 提供关于 Akka 性能调优的建议,以及如何使用 Akka 提供的工具和第三方监控方案来观察和分析系统的行为。 18. 实际应用案例分析: 通过真实的或模拟的案例,展示如何将本书学到的知识应用于构建实际的响应式系统,例如: 实时数据处理平台 高并发交易系统 物联网(IoT)数据采集与分析 分布式缓存与消息队列 本书特色 理论与实践并重: 既深入讲解响应式架构和 Actor 模型的理论基础,又提供大量基于 Scala 和 Akka 的代码示例,让读者能够快速上手。 循序渐进的结构: 从基础概念到高级主题,逐步深入,确保读者能够构建扎实的知识体系。 强调实际应用: 通过丰富的案例分析,展示响应式架构在解决现实世界问题中的强大能力。 面向未来: 帮助开发者掌握构建下一代分布式、高并发系统的关键技能。 结论 《响应式架构:消息模式 Actor 实现与 Scala、Akka 应用集成》将为您提供一条清晰的学习路径,帮助您掌握构建健壮、弹性、高性能分布式系统的核心技能。通过深入理解 Actor 模型,并熟练运用 Scala 和 Akka,您将能够自信地应对现代软件开发中的复杂挑战,设计和实现能够持续适应业务需求变化的高质量应用程序。

用户评价

评分

我是一名对软件架构演进和新兴技术充满热情的研究生,正致力于寻找能够构建可扩展、健壮且响应迅速的系统的解决方案。在信息爆炸的时代,选择一本能够真正带来深度理解和实际指导意义的技术书籍至关重要。这本书的标题《响应式架构:消息模式Actor实现与Scala、Akka应用集成》立刻吸引了我的目光。它明确指出了几个我一直以来都在探索的关键技术点:响应式架构的理念、Actor模型的精髓,以及Scala和Akka这两个在现代并发编程领域举足轻重的工具。我尤其关注的是,这本书将如何清晰地阐述Actor模型相比于传统线程和锁的优势,比如如何自然地处理并发和错误,以及如何通过消息传递来解耦组件,从而构建出更加模块化和易于维护的系统。同时,我对Scala语言在函数式编程范式下的表达能力如何赋能Actor模型,以及Akka框架如何提供一套成熟的Actor系统实现,包括集群、持久化、路由等高级特性,感到无比期待。我希望这本书能带我领略响应式设计的魅力,并为我未来的学术研究和项目开发打下坚实的基础,提供一条清晰的学习路径。

评分

我是一名在金融领域工作的技术负责人,我们每天都要处理海量的高并发交易和数据流。稳定性、低延迟和高可用是我们对系统的最基本要求。在过去的实践中,我们尝试了多种技术方案,但总是在性能和容错之间难以找到完美的平衡点。这本书的标题《响应式架构:消息模式Actor实现与Scala、Akka应用集成》触及了我内心深处的需求。我非常关注这本书如何能够提供一套可行的解决方案,来应对我们业务场景中面临的挑战。我希望它能详细解释Actor模型在处理金融交易这类对时效性和一致性要求极高的场景下的优势,例如如何通过Actor的并发模型和消息传递机制来保证交易的有序性和原子性。同时,我对Akka提供的容错机制,特别是其在集群环境下的故障转移和数据一致性保障能力,有着极大的兴趣。这本书是否能提供一些实用的、能够直接应用于金融行业的案例分析,例如如何利用Scala和Akka构建高吞吐量的交易处理引擎,或者如何实现一个高可用的订单管理系统,这将对我非常有价值。

评分

作为一个对软件设计模式和架构思想有着近乎痴迷追求的开发者,我一直在寻找能够让我“顿悟”的书籍。响应式架构,这个概念听起来就充满了哲学的美感,它似乎暗示着一种更优雅、更符合事物本质的构建系统的方式。这本书将Actor模型与Scala、Akka相结合,这无疑是一个非常强大的组合。我非常期待它能深入地剖析Actor模型的核心思想,比如“共享无状态,通过消息通信”,这与我一直以来所信奉的“显式隔离,避免共享可变状态”的原则不谋而合。我希望能看到书中详细解释Actor如何成为系统中最基本的构建块,以及它们如何通过异步消息传递来构建复杂而富有弹性的分布式系统。同时,Scala语言的函数式特性与Actor模型的结合,是否会带来更简洁、更安全的代码?Akka又是如何将这些理论转化为生产力,提供一套完整的工具链来支持开发者构建大规模的响应式应用?我期待这本书能引领我进入一个全新的编程世界,让我能够用更具前瞻性的视角来设计和实现软件系统。

评分

这本书简直是为我量身定做的!作为一个长期在复杂分布式系统领域摸爬滚打的开发者,我深知传统同步阻塞式架构在应对高并发、低延迟、高可用场景时会遇到的种种瓶颈。过去,我们常常疲于应付各种内存泄漏、死锁、竞态条件等问题,调试过程痛苦不堪。当听到“响应式架构”这个概念时,我既兴奋又有些许怀疑。它究竟是如何实现“弹性”和“容错”的?真正的“消息驱动”又该如何落地?这本书的出现,就像在迷雾中点亮了一盏灯。我特别期待它能深入剖析Actor模型的工作原理,比如Actor的生命周期管理、消息传递的异步特性、以及Actor之间如何通过不可变的消息进行安全高效的通信。我对Scala这门语言与Actor模型结合会产生怎样的火花充满好奇,同时也想了解Akka这个强大的框架是如何将Actor模型在实际生产环境中发挥到极致的,特别是它提供的并发控制、容错机制以及分布式部署能力,这些都是我亟需掌握的宝贵知识。我希望这本书不仅能理论讲解清楚,更能提供丰富的代码示例和实战案例,让我能够快速上手,并将学到的知识应用到我的项目中。

评分

老实说,我是一名多年经验的后端工程师,从早期单体应用到微服务,再到现在的云原生,一直在不断学习和适应。虽然我对微服务架构的拆分和独立部署已经相当熟悉,但在处理服务间的通信和容错方面,仍然感到有些力不从心。传统的RESTful API在某些场景下确实会出现性能瓶颈,而引入消息队列也并非万能,复杂的业务逻辑和分布式事务仍然是个挑战。这本书的出现,让我看到了新的希望。我非常想知道,Actor模型这种“轻量级”的并发单元,是如何通过消息传递来实现高吞吐量和低延迟的?它在处理状态管理和分布式协调方面又有哪些独到之处?特别是我对Akka在构建容错系统的能力很感兴趣,比如它是否提供了类似于“监督者树”这样的机制,能够有效地隔离和恢复失败的Actor,从而保证整个系统的健壮性。如果这本书能深入讲解如何在实际项目中利用Scala和Akka来设计和实现一套真正响应式的系统,解决我在高并发、分布式一致性以及系统弹性等方面的痛点,那将是无价之宝。

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