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在前兩篇文章中，我們了解到Erlang中靈活的模式匹配，以及在C#甚至F#中會(huì)都遭遇的尷尬局面。那么現(xiàn)在就應(yīng)該來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)解決方案了，我們?nèi)绾尾拍茉贑#這樣的語(yǔ)言里順暢地使用Actor模型呢？不僅如此，***我們還能獲得其它一些優(yōu)勢(shì)。
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C# Actor：“消息”、“協(xié)議”和“接口”
Actor模型中的對(duì)象如果要進(jìn)行交互，唯一的手段便是發(fā)送消息。不同語(yǔ)言/平臺(tái)上的消息有不同的表現(xiàn)形式，但是它們所傳遞的信息是一致的：
◆做什么事情
◆做這件事情需要的數(shù)據(jù)
例如，Erlang中往往會(huì)使用Tag Message的格式作為消息：
- {doSomething, Arg1, Arg2, Arg3, ...}
其中，原子doSomthing表示“做什么”，而后面的ArgN便是一個(gè)個(gè)的參數(shù)，使用Erlang中的模式匹配可以很方便地捕獲消息中的數(shù)據(jù)。在C#等語(yǔ)言中，由于并非專為了Actor模型設(shè)計(jì)，因此一個(gè)Message往往只能是一個(gè)對(duì)象。但是這個(gè)對(duì)象的職責(zé)并沒(méi)有減輕，因此我們需要自己處理的事情就多了。我們可能會(huì)這樣做：
學(xué)Erlang的Tag Message，但是這樣會(huì)產(chǎn)生大量丑陋的類型轉(zhuǎn)換操作，并且喪失了靜態(tài)檢查功能。
為每種消息創(chuàng)建不同的Message類型，但是這樣會(huì)產(chǎn)生大量類類型，每個(gè)類型又有各種屬性，非常麻煩。
這兩種做法在上一篇文章里都有過(guò)討論，感興趣的朋友可以再去“回味”一番。那么，究竟什么是消息呢？根據(jù)我的理解，“消息”其實(shí)是這么一種東西：
◆“消息”表示“發(fā)送方”和“接受方”之間的“通信協(xié)議”（例如Erlang中的“模式”）。
◆“消息”表示“發(fā)送方”要“接受方”所做的事情，但是并沒(méi)有要求“接受方”需要怎么做。
◆一個(gè)Actor可能會(huì)會(huì)作為“接受方”遵守多種“通信協(xié)議”。
經(jīng)過(guò)這樣的描述，您是否覺(jué)得.NET中有一種東西和“消息”非常接近？沒(méi)錯(cuò)，那就是“接口”，因?yàn)椋?br />◆“接口”從概念上講便是一種“協(xié)議”。
◆“接口”表示“能做什么”，但沒(méi)有限制“怎么做”。
◆一個(gè)Actor可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，即遵守多種協(xié)議。
看上去還真是一一對(duì)應(yīng)啊！那么我們?cè)賮?lái)深入一步進(jìn)行對(duì)比，“接口”能否傳遞消息所要表現(xiàn)的信息？答案也是肯定的：
◆做什么事情：接口中的一個(gè)方法。
◆需要的數(shù)據(jù)：接口的參數(shù)。
也就是說(shuō)，如之前的那條Erlang消息，在C#中便可以表示為：
- x.DoSomething(arg1, arg2, arg3, ...)
基于這樣的類比，我們發(fā)現(xiàn)使用“接口”還可以帶來(lái)一個(gè)額外的東西，那就是“消息組”。如Erlang這樣語(yǔ)言，消息與消息之間是完全獨(dú)立的。.NET中的接口可以包含多個(gè)方法，這就是一種“分組”，我們可以利用這種方式來(lái)更好地管理有關(guān)聯(lián)的消息。此外，利用.NET中的訪問(wèn)限制符（public，internal等）還可以實(shí)現(xiàn)消息的公開和隱藏。而且因?yàn)榻涌诘膮?shù)是強(qiáng)類型的，所以可以得到編譯期的檢查，也可以享受編輯工具的代碼提示及重構(gòu)……C#編程里的種種優(yōu)勢(shì)似乎我們一個(gè)都沒(méi)有拉下。
C# Actor看似美好的實(shí)現(xiàn)
等一下，接口只是一種“協(xié)議”，但是“消息”還必須是一個(gè)實(shí)體，一個(gè)對(duì)象，并且“攜帶”了這個(gè)協(xié)議才能在Actor之間傳遞埃這個(gè)對(duì)象除了攜帶協(xié)議所需要的數(shù)據(jù)以外，還要能夠告訴接受方究竟該“操作什么”。“操作”帶上“數(shù)據(jù)”，于是我就想到了“委托”。例如，如果我們想要發(fā)送一個(gè)“協(xié)議”，叫做IDoHandler，那么我們便可以構(gòu)造一個(gè)Action﹤IDoHandler>對(duì)象——這正是Lambda表達(dá)式的用武之地：
- Action﹤IDoHandler> m = x => x.Do(0, 1, 2, ...);
好，那么我們還是用乒乓測(cè)試來(lái)嘗試一番。我們知道，乒乓測(cè)試會(huì)讓Ping對(duì)象和Pong對(duì)象相互發(fā)送消息，我們各使用一個(gè)“消息組”，也就是“接口”來(lái)定義消息：
- public interface IPongMessageHandler { }
- public interface IPingMessageHandler { }
那么，Ping和Pong兩個(gè)Actor類型又該如何定義呢？我們知道，Ping需要處理Pong發(fā)來(lái)的消息，因此它需要實(shí)現(xiàn)IPongMessageHandler接口，并且需要接受類型為Action﹤IPongMessageHandler>的消息。Pong與Ping類似，因此它們的定義為：
- public class Ping : Actor﹤Action﹤IPongMessageHandler>>, IPongMessageHandler
- {
- private int m_count;
- public Ping(int count)
- {
- this.m_count = count;
- }
- protected override void Receive(Action﹤IPongMessageHandler> message)
- {
- message(this);
- }
- ...
- }
- public class Pong : Actor﹤Action﹤IPingMessageHandler>>, IPingMessageHandler
- {
- protected override void Receive(Action﹤IPingMessageHandler> message)
- {
- message(this);
- }
- ...
- }
從代碼上看，實(shí)際操作中我們并不需要讓Ping或Pong直接繼承Handler接口，只要最終提供一個(gè)對(duì)象給message執(zhí)行即可。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，“接口”只是一個(gè)“消息組”，具體的“消息”還是要落實(shí)到接口中的方法。定義了Ping和Pong之后，我們便可以明確接口中的方法了（確切地說(shuō)，是明確了方法的參數(shù)）：
- public interface IPongMessageHandler
- {
- void Pong(Pong pong);
- }
- public interface IPingMessageHandler
- {
- void Ping(Ping ping);
- void Finish();
- }
使用了接口，自然就要提供方法的實(shí)現(xiàn)了。我們先從典型而簡(jiǎn)單的Pong對(duì)象看起：
- public class Pong : Actor﹤Action﹤IPingMessageHandler>>, IPingMessageHandler
- {
- ...
- #region IPingMessageHandler Members
- void IPingMessageHandler.Ping(Ping ping)
- {
- Console.WriteLine("Pong received ping");
- ping.Post(h => h.Pong(this));
- }
- void IPingMessageHandler.Finish()
- {
- Console.WriteLine("Finished");
- this.Exit();
- }
- #endregion
- }
原本需要在得到消息之后，根據(jù)消息的內(nèi)容作出不同的響應(yīng)。而現(xiàn)在，消息會(huì)被自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)為接口中的方法調(diào)用，我們只需要實(shí)現(xiàn)特定的方法即可。在Ping方法中，我們會(huì)得到一個(gè)Ping類型的對(duì)象——于是我們?cè)傧蛩貜?fù)一個(gè)消息。消息的類型是Action﹤IPongMessageHandler>，可以看出，使用Lambda表達(dá)式構(gòu)造這樣一個(gè)消息特別方便。
Ping類也只需要實(shí)現(xiàn)IPongMessageHandler即可，只是這段邏輯“略顯復(fù)雜”：
- public class Ping : Actor﹤Action﹤IPongMessageHandler>>, IPongMessageHandler
- {
- ...
- public void Start(Pong pong)
- {
- pong.Post(h => h.Ping(this));
- }
- #region IPongMessageHandler Members
- void IPongMessageHandler.Pong(Pong pong)
- {
- Console.WriteLine("Ping received pong");
- if (--this.m_count > 0)
- {
- pong.Post(h => h.Ping(this));
- }
- else
- {
- pong.Post(h => h.Finish());
- this.Exit();
- }
- }
- #endregion
- }
收到Pong消息之后，將count減1，如果還大于0，則回復(fù)一個(gè)Ping消息，否則就回復(fù)一個(gè)Finish并退出。***啟動(dòng)乒乓測(cè)試：
new Ping(5).Start(new Pong());由于使用了接口作為消息的協(xié)議，因此無(wú)論是編輯器還是編譯器都可以給我們足夠的支持。同時(shí)，對(duì)于消息的處理也無(wú)須如上一篇文章那樣不斷進(jìn)行判斷和類型轉(zhuǎn)換，代碼可謂流暢不少。
C# Actor致命的缺陷
雖說(shuō)沒(méi)有***的東西，但目前的缺陷卻是致命的。
在實(shí)際使用過(guò)程中，消息的“發(fā)送方”和消息的“接收方”應(yīng)該完全無(wú)關(guān)，它們互不知道對(duì)方具體是誰(shuí)，只應(yīng)該基于“協(xié)議”，也就是“接口”來(lái)實(shí)現(xiàn)?？上г谏厦孢@段代碼中，很多東西都被“強(qiáng)橫”地限制住了。例如，Ping消息會(huì)附帶一個(gè)ping對(duì)象作為參數(shù)，ping對(duì)象會(huì)等待一個(gè)Pong消息。但是，發(fā)送Ping消息（并等待Pong消息）的一方很可能是各種類型的Actor，不一定是Ping類型。有朋友可能會(huì)說(shuō)，那么我們把IPingMessageHandler的Ping方法的簽名改成這樣，不就可以了嗎？
- void Ping(Actor﹤Action﹤IPongMessageHandler>> ping)
是的，此時(shí)的ping，的確是在“等待Pong消息的Actor對(duì)象”。但是，這意味著ping對(duì)象它也只能是這個(gè)指明的Actor類型了。在實(shí)際使用過(guò)程中，這幾乎是不可能的事情。因?yàn)橐粋€(gè)Actor很可能會(huì)接受各種消息，它很難做到“一心一意”。因此這篇文章所提出的做法，幾乎只能滿足如乒乓測(cè)試這樣簡(jiǎn)單的Actor模型使用場(chǎng)景。我們必須改變。
改變的方式有不少，從“向弱類型妥協(xié)”到“利用.NET 4.0中的協(xié)變/逆變”，都可以滿足不同的場(chǎng)景——不過(guò)我們還是下次再說(shuō)吧。
F#的實(shí)現(xiàn)
本文描述的方式也可以運(yùn)用在在F#中。首先自然還是接口的定義：
- type IPingMessageHandler =
- abstract Ping : Ping -> unit
- abstract Finish : unit -> unit
- and IPongMessageHandler =
- abstract Pong : Pong -> unit
以上便是F#中定義接口的方式，與C#相比更為簡(jiǎn)潔。接著便是Ping類型的實(shí)現(xiàn)：
- and Ping() =
- inherit (IPongMessageHandler -> unit) Actor()
- let mutable count = 5
- override self.Receive(message) = message self
- member self.Start(pong : Pong) =
- pong ﹤﹤ fun h -> self |> h.Ping
- interface IPongMessageHandler with
- member self.Pong(pong) =
- printfn "Ping received pong"
- count ﹤- count - 1
- if (count > 0) then
- pong ﹤﹤ fun h -> self |> h.Ping
- else
- pong ﹤﹤ fun h -> h.Finish()
- self.Exit()Pong類型的實(shí)現(xiàn)則更為簡(jiǎn)單：
- and Pong() =
- inherit (IPingMessageHandler -> unit) Actor()
- override self.Receive(message) = message self
- interface IPingMessageHandler with
- member self.Ping(ping) =
- printfn "Pong received ping"
- ping ﹤﹤ fun h -> self |> h.Pong
- member self.Finish() =
- printfn "Finished"
- self.Exit()啟動(dòng)乒乓測(cè)試：
- (new Pong()) |> (new Ping()).Start;
名稱欄目：順暢的使用C#Actor：另一個(gè)解決方案
網(wǎng)站路徑：http://www.5511xx.com/article/djdoedd.html
