Orleans 知多少 | 2. 核心概念一覽


Orleans 術語解讀

Orleans Core Concept

上面這張圖中包含了Orleans中的幾個核心概念:

  1. Grain
  2. Silo
  3. Orleans Cluster
  4. Orleans Client

從這張圖,我們應該能理清他們之間的關系。

  1. Grain作為最小的執行單元

  2. Silo 是 Grain 的宿主運行環境,用來暴露具體的服務

  3. Orleans Server 提供Silo的運行環境

  4. 一個Server可以運行多個Silo服務

  5. 多個Silo組成一個Cluster集群

  6. 一個Cluster中的Grain是可以直接進行交互

  7. 客戶端通過Orleans Client與Cluster建立連接

Orleans 的第一公民:Grain

Grain 簡介

上面已經提到,Grain是Virtual Actor的具體表現。那如何理解Grain呢。

簡單來說:Grain是一個可尋址的隔離的.NET對象實例

分解來看:

  1. Grain是一個對象實例:也就是說其是具體的某個Grain Type的一個內存實例。既然是對象,也就是說Grain可以有自己的狀態和行為。

  2. 隔離的:是指Grain自身的狀態和行為不受外界干預。

  3. 可尋址:並不是指new一個對象返回的內存引用。如果是在單機環境,通過內存引用還可以進行直接訪問。但對於分布式應用,Grain可能分布在集群中的任一機器,簡單的內存引用,是無法實現跨機器尋址的。

Grain Identity

在面向對象編程中使用new創建對象時,獲取的引用可以表示其標識的實例所有方面。但在分布式系統中,對象引用不能表示實例標識,因為引用通常僅限於單個地址空間。

那如何實現分布式環境Grain的可尋址呢?

那就需要給Grain一個身份,也就是Grain Identity。以訂單舉例,為了標識某一個具體訂單,我可以賦予訂單一個唯一的訂單編號,通過這個編號就可以找到具體的某個訂單。

Grain Identity 也就是這種思路。通過給Grain打上邏輯身份標識,一方面可以完成可尋址(方便其他Grain或Client進行調用),一方面確保同一個Grain在集群中能夠按需創建。(單例、多例、指定數量的實例)。

默認grain 的身份標識可以是:

  • long

  • GUID

  • string

  • GUID + string

  • long + string

所以基於GrainType和Grain Identity就可以得到集群中唯一確定的Grain。即 Unique Grain = Grain Type + Grain Identity

Grain Lifecycle

Grain 的生命周期是由Silo管理的。主要分為以下幾個階段:

Grain Lifecycle

  • 其他Grain或Client調用目標Grain
  • Silo運行時去激活Grain (若Grain是有狀態的,激活時會同時恢復狀態)
  • Grain處理調用請求
  • Grain閑置
  • Silo運行時決定是否銷毀Grain
  • 銷毀Grain,從內存中移除(若Grain是有狀態的,則需要先持久化Grain的狀態,以便下次激活時恢復狀態)

Grain的運行環境: Silo

Grain作為Orleans中的最小執行單元,需要一個運行環境運行以暴露服務,而Silo就是這樣一個角色存在。如果說Grain是最小粒度的執行單元,那么Silo就是最小的向外提供服務的執行單元。Silo通過將相關Grain進行組裝,暴露一組服務,並在運行時管理Grain的生命周期。

Silo的宿主:Orleans Server

Silo本質上是一個進程單元,是需要運行在操作系統之上的,因為.NET Core的跨平台特性,所以可以運行在Windows、Linux或Mac系統中,當然也可以運行在相應的容器中。所以Orleans Server就是為Silo提供運行環境的宿主。

Silo的集群: Orleans Cluster

這里需要澄清一點,因為一個Orleans Server可以運行不同集群的Silo,所以Orleans Cluster 並非是指多個Orleans Server 組成的集群,而是指多個Silo(具有相同的ClusterId)組成的集群。Orleans通過內置的成員協議提供集群管理,我們有時將其稱為Silo Membership。該協議的目標是讓所有Silo(Orleans Server)就當前活動的Silo集合達成一致,檢測故障Silo,並允許新的Silo加入集群。


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