Model aktora to koncepcyjne i matematyczne ramy projektowania i wdrażania współbieżnych, rozproszonych i odpornych na błędy systemów, które promują większą równoległość, skalowalność i niezawodność aplikacji. Został on po raz pierwszy sformułowany przez Carla Hewitta w 1973 roku jako sposób sprostania wyzwaniom stojącym przed przetwarzaniem równoległym i rozproszonym. Od tego czasu ten paradygmat przekształcił się w popularne podejście do tworzenia wydajnych i odpornych aplikacji w wielu domenach, w tym w systemach internetowych, mobilnych i zapleczu. Wraz z rozwojem procesorów wielordzeniowych, Internetu rzeczy (IoT) i platform obliczeniowych opartych na chmurze, zapotrzebowanie na wydajną i niezawodną równoległość w systemach oprogramowania dramatycznie wzrosło, co podkreśla znaczenie modelu aktora w nowoczesnych paradygmatach programowania.
W Modelu Aktora podstawowe elementy składowe nazywane są aktorami. Aktorzy to lekkie, współbieżne jednostki obliczeniowe, które działają niezależnie, obejmując zarówno ich stan, jak i zachowanie. Komunikują się ze sobą poprzez asynchroniczne przekazywanie komunikatów, eliminując potrzebę stosowania blokad i pamięci współdzielonej, które są powszechnie spotykane w tradycyjnych modelach programowania współbieżnego. Każdy aktor przetwarza komunikaty sekwencyjnie, w sposób nieblokujący i sterowany zdarzeniami, co zmniejsza ogólną złożoność systemu i prawdopodobieństwo zakleszczenia lub wyścigu.
Aby modelować system przy użyciu modelu aktora, programiści muszą rozłożyć problem na grupę niezależnych, współzależnych aktorów. Aktorzy ci mogą być zorganizowani hierarchicznie, przy czym aktorzy nadrzędni tworzą i nadzorują aktorów podrzędnych, aby równolegle wykonywali określone zadania. Powstały system jest z natury odporny na awarie i można go adaptować, ponieważ aktorów można tworzyć, niszczyć i wymieniać dynamicznie w zależności od wymagań czasu wykonywania lub podczas odzyskiwania po błędzie.
Dostarczanie komunikatów w modelu aktora zostało zaprojektowane tak, aby było wydajne i niezawodne, z obsługą semantyki „co najwyżej raz”, „co najmniej raz” i „dokładnie raz” w zależności od wymagań aplikacji. Umożliwia to oprogramowaniu płynne radzenie sobie z częściowymi awariami, takimi jak partycje sieciowe, awarie węzłów lub błędy oprogramowania, przy jednoczesnym zachowaniu ogólnej dostępności i spójności systemu. Wykorzystując przezroczystość lokalizacji, aktorów można łatwo dystrybuować lub migrować w sieci, ułatwiając skalowanie poziome i dynamiczne równoważenie obciążenia.
Jedną z głównych zalet modelu aktora jest to, że wyraźnie oddziela problemy na poziomie poszczególnych aktorów, co skutkuje bardziej modułowym, testowalnym i nadającym się do ponownego użycia kodem. Stosowanie niezmiennych komunikatów wymusza dyscyplinę izolowanego zarządzania stanem, w wyniku czego aplikacje zbudowane przy użyciu modelu aktora są w naturalny sposób predysponowane do skalowania w obrębie wielu rdzeni, procesorów, a nawet w rozproszonym środowisku obliczeniowym. To sprawia, że model aktora dobrze pasuje do nowoczesnych architektur sprzętowych i wdrożeń opartych na chmurze.
Różne języki programowania przyjęły model aktora, oferując biblioteki i frameworki, które zawierają jego podstawowe koncepcje. Przykłady obejmują Akka dla Scali i Java, Erlang, Pony i Orleans dla C#. Struktury te zapewniają wszystkie niezbędne abstrakcje i narzędzia wymagane do tworzenia aplikacji opartych na modelu aktora, takie jak tworzenie aktorów, przekazywanie komunikatów, przejrzystość lokalizacji, strategie nadzoru i mechanizmy odzyskiwania po awarii. Programiści mogą wykorzystać możliwości tych frameworków do projektowania i wdrażania skalowalnych, odpornych na błędy systemów, których potrzebuje ich rynek.
W AppMaster, potężnej platformie no-code służącej do tworzenia aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych, rozumiemy znaczenie paradygmatu Actor Model i jego korzyści dla tworzenia nowoczesnego oprogramowania. Nasza platforma umożliwia klientom wizualne projektowanie modeli danych, procesów biznesowych i interfejsów użytkownika, które mogą obsługiwać skalowalne i wydajne aplikacje w różnych domenach. Wykorzystując model aktora, AppMaster z natury umożliwia klientom tworzenie skalowalnych i odpornych na awarie rozwiązań programowych do różnych zastosowań, od małych firm po aplikacje korporacyjne. Wygenerowane aplikacje efektywnie wykorzystują dostępne zasoby sprzętowe i chmurowe, zwiększając wydajność aplikacji przy jednoczesnym obniżeniu ogólnych kosztów rozwoju.
Podsumowując, model aktora to potężny paradygmat programowania, który promuje współbieżność, równoległość i odporność na błędy w systemach oprogramowania. Wykorzystując zalety tego modelu, programiści mogą tworzyć wysoce skalowalne, wydajne i niezawodne aplikacje, które można dostosować do stale zmieniającego się krajobrazu nowoczesnych środowisk komputerowych. Dzięki wsparciu platform takich jak AppMaster projektowanie i wdrażanie rozwiązań programowych wykorzystujących moc modelu Actor Model nigdy nie było łatwiejsze, spełniając rygorystyczne wymagania dzisiejszego cyfrowego świata.
