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如何使用Java框架Pronghorn迅速编写应用程序

作为Akka和RxJava的替代者,Pronghorn为开发安全无垃圾的应用程序提供了一种可灵活扩展的开源方法。

作者:布加迪编译来源:51CTO|2018-06-22 09:00

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【51CTO.com快译】作为Akka和RxJava的替代者,Pronghorn为开发安全无垃圾的应用程序提供了一种可灵活扩展的开源方法。

如何使用Java框架Pronghorn迅速编写应用程序

1973年,Carl Hewitt受到了量子力学的启发。他想开发能够并行执行任务的计算机,这些计算机在含有各自本地内存和处理器的同时可彼此顺利地通信。

actor模型由此而生,随之诞生了一个很简单的概念:一切都是actor。这有几大好处:隔离业务和其他逻辑容易多了。由于你应用程序的每个核心组件都是隔离且独立的,因此很容易获得安全。又由于actor的性质及其相互关系,加快了构建原型的速度。

然而,将它们联系在一起的是能够同时在这些actor之间传递消息。actor基于输入消息做出响应;然后,它可以发回确认,传递内容,并指定下次收到消息时采用的行为。比如说,一个actor从磁盘加载图像文件,同时将数据块传送给其他actor作进一步处理,即图像分析或转换。随后另一个actor将这些作为输入,将它们写回到磁盘或将它们记录到终端。这些actor单独无法完成强大的功能,但是一起构成了应用程序。

Pronghorn是什么?

今天有许多系统实现了这种actor模型。在Object Computing,我们一直在开发一种高度可扩展、高性能、完全开源的Java框架:Pronghorn(https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-0-what-is-pronghorn/home),它以世界上跑得最快的陆地动物之一:叉角羚命名。

Pronghorn最近推出了版本1.0,试图克服面向Java和Scala的两种流行的actor框架:Akka和RxJava存在的几个缺点。

因此,我们在开发Pronghorn时注重全面的功能特性:

1. 我们想要产生尽可能少的垃圾。不用垃圾收集器经常启动,它就能达到前所未有的性能水平。

2. 我们想要确保Pronghorn占用尽可能少的内存。由于设计当初注重性能,它充分利用CPU预取功能和高速缓存,以获得最高的吞吐量。它使用零拷贝直接访问,只需数毫微秒即可从模式(schema)加载字段,根本不会让核心停滞,同时又是非阻塞、无锁的。

3. Pronghorn确保你安全地编写正确的代码。借助其API和合约,并使用“软件堡垒”和行业领先的加密技术,Pronghorn让你可以构建安全的、稳妥失效的应用程序。

4. 调试和测试可能压力大、很烦人,需要赶时间时更是如此。Pronghorn可以与常用测试框架轻松集成,通过其自动生成、实时更新的遥测图形,基于现有消息模式的模糊测试(在开发中)以及某些actor行为异常或耗用太多资源时发出警告,简化重构和调试。这可帮助你迅速创建原型,将更多的时间用于关注业务需求上。

想了解更多详细信息,请访问Pronghorn功能列表(https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-0-what-is-pronghorn/features)。

为什么是Pronghorn?

编写并发高性能的应用程序绝非易事,我们也没有承诺完全解决这些问题。然而,为了让你了解Pronghorn的好处以及API的强大功能,我们编写了一个小型的HTTP REST服务器,对照Node & Express、Tomcat 以及Spring Boot等常见行业标准对它进行了基准测试:

我们鼓励你自己运行这些数字(https://github.com/oci-pronghorn/GreenLoader),分享结果,并添加自己的Web服务器。

如你所见,Pronghorn在这个REST例子中的表现非常好。Pronghorn几乎比传统解决方案快10倍,可以借助无垃圾、静态类型的后端,将服务器成本(比如EC2或Azure)至少降低一半。它可以解析HTTP请求,actor并行工作时生成响应。调度和线程由Pronghorn功能强大的默认调度程序来自动处理。

如上所述,Pronghorn让你可以迅速构建原型,并构思项目,通常遵循这三个基本步骤:

1. 定义数据流图

这是至关重要的第一步。Pronghorn采用数据优先的方法,迅速处理大量数据。在你的应用程序中,考虑流经“管道”的数据类型――比如说,如果你在构建一个图像分析工具,需要actor读取、写入和分析图像文件。actor之间的数据格式也需要确立;它可能是含有JPG MCU的模式或原始二进制BMP文件。选择最适合你所开发的应用程序的格式。

2. 定义每个阶段之间的合约

合约让你得以使用FAST轻松定义消息,FAST是金融行业用于股票交易的一种成熟的协议。这些合约用于测试阶段,以确保实现与消息字段定义一致。这是一种契约方法;它必须得到遵守,那样actor才能彼此通信。

3. 实施数据流图时,使用生成测试,测试最初开发的组件

模式是你在开发应用程序时为你生成的代码。测试驱动开发便于开发正确且安全的代码,为你在准备发布时节省宝贵的时间。随着程序越来越大,数据流图也不断变大,描述actor之间的每一次交互,并说明各阶段之间管道上的消息数据流。借助自动遥测,你可以轻松跟踪最复杂的应用程序,如下所示:

它是什么样子?

你可能很想知道Pronghorn代码是什么样子。下面是我们的“Hello World”( https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-1-getting-started-with-pronghorn/1.-hello-world-introduction/0.-getting-started)例子中生成消息模式的一段示例代码。

要定义消息,创建类似这个文件的新XML文件:

  1. <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
  2. <templates xmlns="http://www.fixprotocol.org/ns/fast/td/1.1" 
  3.     <template name="HelloWorldMessage" id="1" 
  4.         <string name="GreetingName" id="100" charset="unicode"/>  
  5.     </template>  
  6. </templates> 

然后,这个模式被Hello World例子中描述的阶段所使用。使用该模式将数据流图植入到你的应用程序中来得更容易:

  1. private static void populateGraph(GraphManager gm) {  
  2.        Pipe<HelloWorldSchema> messagePipe =   
  3. HelloWorldSchema.instance.newPipe(10, 10_000);  
  4.        new GreeterStage(gm, "Jon Snow", messagePipe);  
  5.        new GuestStage(gm, messagePipe);  
  6.   } 

这使用了Hello World教程(https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-1-getting-started-with-pronghorn/1.-hello-world-introduction/0.-getting-started)中创建的阶段。

我们使用一个Maven(https://maven.apache.org/)原型为你提供了开始构建Pronghorn应用程序所需要的一切。

开始使用Pronghorn

本文已大致介绍了Pronghorn如何帮助你使用Akka和RXJava的替代者:Pronghorn,用Java编写高性能、高效、安全的应用程序。我们想听听你如何让这个成为开发人员、经理、首席财务官及其他人士的一个理想平台。

原文标题:Write fast apps with Pronghorn, a Java framework,作者:Tobi Schweiger

【51CTO译稿,合作站点转载请注明原文译者和出处为51CTO.com】

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