Akka的事务STM

2024-03-22 09:01:40

一个事务必须具有以下四个特点，即所谓的ACID特性：

原子性：所有的操作要么全部成功，要么全部失败。
一致性：在事务完成后，系统保持一致性状态。
隔离性：在一个事务成功或失败前，产生的数据对于系统中的其他事务是不见的。
持久性：事务操作的结果要持久化保存。

Akka使用（Software Transactional Memory）软件事务内存来实现事务。这是一种多线程之间数据共享的同步机制。对于并行计算编程而言，只要将线程中需要访问共享内存的关键逻辑部分划分出来封装到一个事务中即可。

传统的保护共享数据的方法就是加同步锁。在java或Scala中以synchronized同步代码块的形式来实现：

   var seats = Seq(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20)

    val reservedSeat = seats.synchronized {// seats的synchronized构建临界区
      val head = seats.head// 取出第一个元素
      seats = seats.tail// 把除取出的第一个元素外的元素重新赋值给synchronized
      head
    }

所有的线程在synchronized块上面是依次执行的，保证了在同一时刻只有一个线程访问共享变量，确保了共享变量的一致性。但是如果有线程只是想去读取共享变量，而不是要去修改时，遇到synchronized块也是要等待的，这样会降低了系统的整体性能，这种锁，叫做“悲观锁”，这种锁它会假设在任何时候都可能会有线程去修改共享变量。
相应的就会有**“乐观锁”**，乐观锁认为在访问和修改共享变量时，都不会产生任何问题。因此在执行代码时不会有任何锁。在乐观锁的实现中，当线程离开了临界区时，系统会检测可能的更新冲突，如果检测不到更新冲突，那么就直接提交事务，如果检测到有冲突发生，那么所有的改变都会回滚并尝试重新执行临界区代码。
STM使用的是乐观锁。Ａkka通过将共享变量包装到STM的引用中，检测共享数据在事务中是否已经发生改变，从而能防止因多线程访问共享变量造成的数据不一致的问题。
要使用STM必须在build.sbt中加入：

libraryDependencies += "com.typesafe.akka" %% "akka-agent" % "2.5.23"

未例代码：

import concurrent.stm._
object HelloScala {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 使用Ref包裹变量
    val mySeq = Seq[Int](1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20)
    val seats = Ref(mySeq)
    //　在atomic块中使用Ｒef变量示例
    val getSeat = atomic{implicit txt =>
      val head = seats().head// 取出第一个值
      // 共享变量
      seats() = seats().tail//　重新赋值
      head
    }
    println(getSeat)
  }
}

上面的seats变量，只能够中atomic块中使用，在atomic块的代码将被视为一个原子命令被执行。在编译时，atomic块需要一个隐式变量如上述的txt来为Ref中手冲突做检测。上述代码跟synchronized做的是同样的事情，但是工作机制完全不同。STM使用的是乐观锁，当atomic块执行完成后，有一个检查将会执行，这个操作就是去检查是否有冲突发生。ＡＣＩＤ乐观锁实现了三个，没有实现持久化，因ＳＴＭ都是发生在内存中，内存中的事务永远都不会持久化。面使用synchronized的临界区只有执行一次，使用的是悲观锁。

有时候，我们只想读取共享变量，而不做任何改变。我们就可以使用Ref.View来读取共享变量来提高性能：

    println(seats.single.get)// 得到seats视图，调用视图上的get方法来获取值
    println(seats.single.get.head)
    println(seats.single.get)

读取Agent事务中的数据

Akka中的Agent和Actor都是基于STM来处理事务的。akka的Agent提供了一个独立于位置的异步操作，所有对Agent的操作都是异步的。


import akka.agent.Agent
import scala.concurrent.{Future}
import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global

case class Seat(var a: Int)
object HelloScala {

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val agent = Agent(50)// 创建Agent
    println(agent())// 使用agent()方式读取Agent数据
    println(agent.get)// 使用get()方式读取Agent数据
    agent send(888)// 使用send修改Agent的值
    val future1 :Future[Int] = agent alter(_+100)// 修改Ａgent数据
    println(future1 foreach println)

  }
}

码农公寓

读取Agent事务中的数据

相关文章