Coursera: Principles of Reactive Programming.

变化……

项目 十年前 现在
服务器节点 十几个 上千个
响应时间 几秒 几毫秒
维护当机时间 几小时 无
数据量 GB TB或PB

……需要新架构

  • 之前：受控的服务器和容器 (containers)
  • 现在：响应式应用
    • 事件驱动 (event-driven)
    • 可扩展 (scalable)
    • 抵抗力（适应性）强 (resilient)
    • 反应灵敏 (responsive)

响应式

韦氏词典中 reactive 解释为

readily responsive to a stimulus

  • 对事件响应（事件驱动）
  • 对负载响应（可扩展）
  • 对错误响应（抵抗力强）
  • 对用户响应（反应快）

事件驱动

传统上：系统由多个线程组成，线程间通过共享同步的状态通信。

  • 强耦合，难组合

现在：系统由弱耦合的事件处理器（event handlers）组成。

  • 事件可以被异步地处理，无阻塞

可扩展

一个应用是可扩展的是指它可以根据自身使用情况来扩大缩小。

  • 纵向扩展 (scale up): 利用多核处理并行性
  • 横向扩展 (scale out): 利用多个服务器节点

可扩展的重点：最小化共享可变状态

横向扩展的重点：位置透明、抵抗力强

抵抗力强

一个应用抵抗力强是指它可以快速地从错误中恢复。

错误可以是：

  • 软件错误
  • 硬件错误
  • 通信错误

一般来说，抵抗性不能事后再添加；而必须成为初始设计的一部分。

需要这些：

  • 弱耦合
  • 对状态的强封装
  • 普遍的监管者 (supervisor) 架构

反应快

一个应用反应快是指其向用户提供丰富及时的交互，即使在高负载和错误存在的情况下也不受影响。

回调

处理事件时经常使用回调，比如用Java中的观察者：

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class Counter implements ActionListener {
  private var count = 0
  button.addActionListener(this)
  def actionPerformed(e: ActionEvent): Unit = {
    count += 1
  }
}

这有几个问题：

  • 需要共享可变状态
  • 不能组合
  • 很快会导致“回调地狱” (call-back hell)

怎样做的更好

使用函数式编程中基础的组件来完成可组合的事件抽象。

  • 事件是第一等级 (Events are first class)
  • 事件常表示为信息 (Events are often represented as messages)
  • 事件的处理器也是第一等级 (Handlers of events are also first-class)
  • 复杂的处理器可由简单的组合而成 (Complex handlers can be composed from primitive ones)

这门课的内容

  • 回顾函数式编程
  • 函数式范式中一个重要的类：monads
  • 在包含状态环境下的函数式编程
  • 事件上的抽象：futures
  • 事件流上的抽象：observables
  • 信息传递架构：actors
  • 处理错误：supervisors
  • 横向扩展：distributed actors