消息路由-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/p_programmer/article/details/84204489

本文详细介绍了Akka中的消息路由，包括路由的概念、使用方法、路由策略，如轮询、广播和最快回复，并展示了如何创建和配置路由Actor，强调了特殊消息处理，如Broadcast和PoisonPill消息。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

Akka具有分布式、集群、微服务等特点，可以快速构建高可用、高性能的分布式应用。多个Actor之间消息传递，可以使用tell、ask、forward等简单方式，但是当一组Actor需要进行有规律的消息传递时，就显得稍微复杂。Akka路由组件，就是为了解决我们复杂的消息传递，例如广播、轮询、随机等，有两种实现方式：配置和代码创建。

什么是路由

路由就是一组消息按照指定规则被分配到各个地方。Akka中使用路由，需要依赖两个对象Router和Routee。Router表示路由器，消息会进入该路由器然后转发出去，相当于消息中转站。Routee表示路由目标，最终消息会被分配到这里。上面所说的指定规则就是路由策略，表明我们应该怎样分配这些消息。

路由使用

使用路由组件，我们需要先创建路由目标Actor，然后将它们包装成Routee对象（表明这些Actor是路由目标），之后创建Router对象，按照路由策略将消息转发给路由目标Actor。如下：

创建路由目标Actor:

/**
 * @author php
 * @date 2018/11/18
 * 路由目标（用于接受路由器转发的消息）
 */
public class FirstRoutee extends AbstractActor {

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().matchAny(o -> {
            //打印当前actor信息，便于我们分析路由规则
            System.out.println(getSelf() + "-->" + o);
        }).build();
    }
}

创建路由器Actor:

public class FirstRouter extends AbstractActor {
    private Router router;

    public static void main(String[] args) {
        ActorSystem system = ActorSystem.create("system");
        ActorRef router = system.actorOf(Props.create(FirstRouter.class), "router");
        router.tell("MessageOne",ActorRef.noSender());
        router.tell("MessageTwo",ActorRef.noSender());
        router.tell("MessageThree",ActorRef.noSender());
    }

    /**
     * 生命周期方法
     * 当该Actor启动时，先调用该方法，
     * 我们在这里初始化Routee列表
     *
     * @throws Exception exception
     */
    @Override
    public void preStart() throws Exception {
        List<Routee> routeeList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            ActorRef ref = getContext().actorOf(Props.create(FirstRoutee.class), "routee" + i);
            //监控子actor
            getContext().watch(ref);
            //创建路由目标，并添加到集合中去
            routeeList.add(new ActorRefRoutee(ref));
        }
        //创建轮询路由器RoundRobinRoutingLogic
        router = new Router(new RoundRobinRoutingLogic(), routeeList);
    }

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().match(Terminated.class, t -> {
            //当子Actor停止，从路由列表中移除
            router.removeRoutee(t.actor());
        }).matchAny(o -> {
            //转发消息给路由目标
            router.route(o, getSender());
        }).build();
    }
}

上述我们创建了路由目标类FirstRoutee和路由器FirstRouter，其中创建Router过程中，使用new RoundRobinRoutingLogic()轮询策略，表明消息按照轮询的方式给Routee发送消息。另外，我们在Router中监控了每个子Actor，当子Actor停止时，就会从列表中移除。

执行main方法，结果如下：

Actor[akka://system/user/router/routee0#-311531524]-->MessageOne

Actor[akka://system/user/router/routee1#1417357478]-->MessageTwo

Actor[akka://system/user/router/routee0#-311531524]-->MessageThree

从结果中可以看出，消息进过Router会轮询发送给Routee。大家执行一下，你们可能看到不一样的结果，或者如下：

Actor[akka://system/user/router/routee0#-206475727]-->MessageOne

Actor[akka://system/user/router/routee0#-206475727]-->MessageThree

Actor[akka://system/user/router/routee1#1122932044]-->MessageTwo

这里大家注意，多个Actor接受同一个发送者的消息是并行的而不是串行的（前面我们已经提到过），但是一个Actor接受同一个Actor的消息一定是串行的。

大家是不是特别想知道RoundRobinRoutingLogic是怎样实现轮询的呢？当大家默认了（嘻嘻），贴一段源码：

int size = routees.size();

int index = (int)(this.next().getAndIncrement() % (long)size);

var10000 = (Routee)routees.apply(index < 0?size + index:index);

RoundRobinRoutingLogic继承RoutingLogic，并重写select方法。在select方法中使用上述代码，大家对上述代码段是不是有点熟悉呢，这就是采用取余轮询方式，这里定义了一个AtomicLong next = new AtomicLong()对象，通过原子类递增，然后使用routees的长度取余数，得到路由目标的下标，从而做到轮询。这里贴出源码，是想告诉大家，框架内含原理是我们应该特别注重的，这就是一个典型的轮询实现方式，大家或许在其它地方使用过，或者（数据库分库），废话不多说，继续。

路由策略

Akka已经为我们提供了许多内置的路由策略，大家可以放心的使用，总结表格如下：

路由策略	含义
akka.routing.RoundRobinRoutingLogic	轮询策略，轮询的给每个Routee发送消息。
akka.routing.RandomRoutingLogic	随机策略，随机的给某个Routee发送消息。
akka.routing.SmallestMailboxRoutingLogic	优先消息较少策略，给消息较少的非挂起的Routee发送消息。
akka.routing.BroadcastRoutingLogic	广播策略，以广播的形式给所有Routee发送消息。
akka.routing.ScatterGatherFirstCompletedRoutingLogic	最快回复策略，发送消息给所有Routee，期待最快回复（其它消息丢弃）。
akka.routing.TailChoppingRoutingLogic	随机间隔策略，随机发送消息给一个Routee，然后间隔时间后发送消息给第二个随机Routee，也是期待最快回复（其它消息丢弃）。
akka.routing.ConsistentHashingRoutingLogic	一致性hash策略，使用一致性hash算法来选择Routee。

路由Actor

路由器可以是一个自包含的Actor，它通常管理着自己的所有Routee，一般来讲，我们会把路由配置到文件中，最终通过编码的方式加载并创建路由器。

创建路由Actor有两种模式：pool和group。

pool:该方式路由器Actor会创建子Actor作为Routee并对其监督和监控，当子Actor停止时，从Router列表中移除。

示例：

public class PoolRouter extends AbstractActor {
    private ActorRef router;

    @Override
    public void preStart() throws Exception {
        //创建pool类型路由器并制定路由目标数量，以及子类类型
        router = getContext().actorOf(new RoundRobinPool(3).props(Props.create(PoolRoutee.class)), "poolRoutee");
    }

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().matchAny(o -> router.tell(o, getSender())).build();
    }

    public static void main(String[] args) {
        ActorSystem system = ActorSystem.create("system");
        ActorRef ref = system.actorOf(Props.create(PoolRouter.class),"poolRouter");
        ref.tell("MessageA",ActorRef.noSender());
        ref.tell("MessageB",ActorRef.noSender());
        ref.tell("MessageC",ActorRef.noSender());
    }
}

class PoolRoutee extends AbstractActor {

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().matchAny(o -> {
            //输出父类信息，便于观察
            System.out.println(getSelf() + "-->" + o + "-->" + getContext().parent());
        }).build();
    }
}

使用pool方式，会自动创建PoolRoutee类型的子类Actor，大家可以自行执行main方法，验证该结果，这里不占太多篇幅。上面我们是使用代码的方式创建pool路由，其实还可以使用配置方式，如下：

akka.actor.deployment{
   /poolRouter/poolRoutee{
       router=round-robin-pool
       #路由目标数量
       nr-of-instances=3
    }
}

使用该方式，需要修改router的创建方式，如： router=getContext().actorOf(FromConfig.getInstance().props(Props.create(PoolRoutee.class)),"poolRoutee");

group:该方式可以将Routee的创建方式放在外部，路由器通过路径对这些路由目标发送消息。

为了篇幅问题，这里给出核心代码，其它代码和pool示例类似，示例：

preStart():

getContext().actorOf(Props.create(TaskRoutee.class),"p1");

getContext().actorOf(Props.create(TaskRoutee.class),"p2");

getContext().actorOf(Props.create(TaskRoutee.class),"p3");

router=getContext().actorOf(FromConfig.getInstance().props(),"groupRouter");

配置如下：

akka.actor.deployment{
     /group/groupRouter{
         router=round-robin-group
         routees.paths=["/user/group/p1","/user/group/p2","/user/group/p3"]
     }
}

在这里，/group/groupRouter表示router的路径，routees.paths表示routee的路径，其中Routee的路径不一定在同一个层级下，本地和远程Actor都支持，只需在paths中配置路径则可。

广播-Broadcast

使用广播路由策略，广播路由器会给其中所有的Routee发送消息。示例：

public class BroadcastRouter extends AbstractActor {
    private ActorRef router;

    @Override
    public void preStart() throws Exception {
        getContext().actorOf(Props.create(BroadcastRoutee.class), "broadcastRouteeA");
        getContext().actorOf(Props.create(BroadcastRoutee.class), "broadcastRouteeB");
        router = getContext().actorOf(FromConfig.getInstance().props(), "broadcastRouter");
    }

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().matchAny(o -> router.tell(o, getSender())).build();
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建system并加载system.conf配置，获取group配置
        ActorSystem system = ActorSystem.create("system", ConfigFactory.load("system"));
        ActorRef ref = system.actorOf(Props.create(BroadcastRouter.class),"broadcast");
        ref.tell("MessageA",ActorRef.noSender());
        ref.tell("MessageB",ActorRef.noSender());
        ref.tell("MessageC",ActorRef.noSender());
    }
}


class BroadcastRoutee extends AbstractActor {

    @Override
    public Receive createReceive() {
        return receiveBuilder().matchAny(o -> System.out.println(getSelf() + "-->" + o)).build();
    }
}

上述我们采用group的方式进行编写，那么必不可少我们的router配置，如下：

akka.actor.deployment{
    /broadcast/broadcastRouter{
        router=broadcast-group
        routees.paths=    ["/user/broadcast/broadcastRouteeA","/user/broadcast/broadcastRouteeB"]
    }
}

执行main方法，我们来看看routee是不是获取同样的消息：

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeA#1160871370]-->MessageA

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeA#1160871370]-->MessageB

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeA#1160871370]-->MessageC

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeB#978193175]-->MessageA

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeB#978193175]-->MessageB

Actor[akka://system/user/broadcast/broadcastRouteeB#978193175]-->MessageC

最快回复-ScatterGatherFirstCompleted

使用ScatterGatherFirstCompleted路由策略，会发送所有消息给所有Routee，它会等待一个最快回复，一收到回复，其它回复就会被丢弃。ScatterGatherFirstCompleted提供了within参数，用于设置最长等待时间，如果超过时间还没有得到回复，就会收到time out异常消息。使用ScatterGatherFirstCompleted，这里我们贴出核心配置代码，创建Routee和上述代码类似，参考配置：

akka.actor.deployment{
    /scatter/scatterRouter{
        router=scatter-gather-group
        routees.paths=["/user/scatter/responA","/user/scatter/responB"]
        #超时时限2秒
        within= 2 seconds
        }
}

为了获取Routee回复的消息，我们可以采用ask方式发送消息，之后可以通过Future异步回调方式获取结果（ask请求方式可以参考Actor简介（一））。

特殊消息处理

在正常情况下，发送给路由的消息会按照指定的路由策略发送给路由目标，但是对于某些特殊的消息，它的处理方式可能跟路由策略无关。

Broadcast消息

要想实现广播消息发送，我们可以使用Broadcast路由，但是在这里，我们可以使用Broadcast包装的消息来实现该功能，如下：

 router.tell(new Broadcast("广播消息"), ActorRef.noSender());

这样，所有的Routee都可以接受到“广播消息”，与原本的路由策略无关。

PoisonPill消息

给路由器发送PoisonPill消息，该消息不会被转发给Routee，而是被路由器内部消化。对于具有层级关系的路由策略，类似于pool类型的路由，当父级收到PoisonPill消息时，会先终止子级再终止自己，子级在处理完当前消息后终止，不包括邮箱队列中的消息。这不是一个好的方式，我们希望子级处理完自己的消息包括邮箱队列中的消息再停止自己，那么Broadcast消息就派上用场了，给Router发送Broadcast消息，那么每个Routee会受到Broadcast消息，该消息会进入Routee的邮箱队列，这样可以确保Routee会再处理完现有的消息下，再进行停止。如下：

router.tell(new Broadcast(PoisonPill.getInstance()), ActorRef.noSender());

管理消息

消息类型	描述
akka.routing.GetRoutees	查询指令，返回一个Routees对象，其中包含Routee列表
akka.routing.AddRoutee	新增指令，向路由发起新增Routee对象
akka.routing.RemoveRoutee	删除指令，删除已经存在的Routee对象
akka.routing.AdjustPoolSize	改变pool池大小的请求，需要一个int参数，正数表示新增，负数表示删除，数量为参数值

注意：新增和删除操作可能不会立马生效，我们可以发送GetRoutees消息来确定是否已经完成。

总结

针对复杂的消息传递，我们可以使用Akka内置的路由策略。Akka中包含两种路由：pool和group，pool具有父子层级关系的路由器，group可以根据任意path添加Routee的路由器。Akka已经提供了多种类型的路由，例如广播、轮询、最快回复等，我们可以通过代码和配置两种创建方式，非常方便。