О чем эта статья?

Преамбула

Несколько слов о том, как можно использовать curl_multi

Преамбула

#include <restinio/all.hpp>

int main()
{
   restinio::run(
      restinio::on_this_thread()
         .port(8080)
         .address("localhost")
         .request_handler([](auto req) {
            return req->create_response().set_body("Hello, World!").done();
         }));

   return 0;
}

Почему речь именно про mbox-ы?

Зачем нужны mbox-ы?

Эта статья является адаптированным вариантом текста одноименного доклада с конференции C++ CoreHard Autumn 2017. Статья рассматривается как завершение темы, поднятой ранее в публикациях "Модель Акторов и C++: что, зачем и как?" и «Шишки, набитые за 15 лет использования акторов в C++» часть I и часть II. Сегодня речь пойдет о том, как понять, что Модель Акторов может быть успешно использована в вашем проекте.

В принципе, статья является «капитанской», т.к. описываемые в ней вещи вполне очевидны и диктуются обычным здравым смыслом. Но, к сожалению, не часто внимание акцентируется именно на них.

Лирическое отступление на тему «Модель Акторов и C++: миф или реальность?»

В статье обсуждаются вещи, которые присущи самой Модели Акторов, безотносительно конкретных языков программирования. Но, т.к. автор тесно связан с разработкой ПО на C++, то есть некоторый акцент на применимость акторов именно в C++.

Раньше мы рассказывали про SObjectizer как про акторный фреймворк для C++, хотя в действительности это не совсем так. Например, уже давно в SObjectizer есть такая классная штука, как mchain-ы (они же каналы из модели CSP). Mchain-ы позволяют легко и непринужденно организовать обмен данными между рабочими потоками. Не создавая агентов, которые нужны далеко не всегда. Как раз на днях довелось в очередной раз этой фичей воспользоваться и упростить себе жизнь за счет передачи данных между потоками посредством каналов (т.е. SObjectizer-овских mchain-ов). Так что не только в Go можно получать удовольствие от использования CSP. В C++ это так же возможно. Кому интересно, что и как, прошу под кат.

В одной из статей про шишки, которые довелось набить за 15 лет использования акторов в C++, речь зашла о том, что большое количество акторов — это, зачастую, сама по себе проблема, а отнюдь не решение. И что использование идей из SEDA-подхода может существенно упростить жизнь при разработке приложений на базе модели акторов. Однако, как показали затем вопросы в комментариях к предыдущим статьям, совмещение SEDA-подхода и модели акторов отнюдь не очевидно, поэтому есть смысл копнуть данную тему чуть глубже.

Модель акторов и ее достоинства

Пара слов о модели акторов

В модели акторов прикладная работа выполняется посредством специальных вычислительных сущностей, называемых акторами, с использованием трех основных принципов:

Корни SObjectizer берут свое начало в теме автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Но использовали мы SObjectizer в далеких от АСУТП областях. Поэтому иногда возникает ностальгия из категории «эх, давно не брал в руки шашек...» Однажды из-за этого в составе SObjectizer появился один из самых объемных примеров — machine_control. Уж очень тогда захотелось «тряхнуть стариной», смоделировать задачку управления оборудованием на современном SObjectizer-е. Ну и под шумок запихнуть в пример разные вкусные фичи SObjectizer-а вроде фильтров доставки, шаблонных агентов и диспетчера с поддержкой приоритетов. Сегодня попробуем рассказать и показать, как это все работает.

Photo by Mike Boening

Когда мы начали рассказывать про свой OpenSource акторный фреймворк для C++ на Хабре, мы пообещали описывать некоторые особенности деталей реализации SObjectizer-а. Одна из новых фич, которая была реализована в недавно вышедшей версии 5.5.19, отлично подходит для такого рассказа. Кроме того, она интересна еще и тем, что нам пришлось взглянуть на сценарии использования SObjectizer с совершенно другой стороны. Можно даже сказать, что один из наших шаблонов оказался разорванным.

Речь идет о возможности SObjectizer-а выполнять все свои действия на одной единственной рабочей нити. Начиная с версии 5.5.19 использовать Actor- и Publish/Subscribe модели можно даже в однопоточном приложении. Понятное дело, что акторы должны будут работать в режиме кооперативной многозадачности, но в каких-то случаях именно это и требуется.

А где может потребоваться использовать акторов в однопоточном приложении?

В комментариях к последней статье про шишки, которые нам довелось набить за 15 лет использования акторов в C++, вновь всплыла тема отсутствия в SObjectizer-5 распределенности «из коробки». Мы уже отвечали на эти вопросы множество раз, но очевидно, что этого недостаточно.

В SObjectizer-5 нет распределенности потому, что в SObjectizer-4 поддержка распределенности была, но по мере того, как расширялся спектр решаемых на SObjectizer задач и росли нагрузки на SObjectizer-приложения, нам пришлось выучить несколько уроков:

• Под каждый тип задачи желательно иметь свой специализированный протокол. Потому что обмен большим количеством мелких сообщений, потеря части которых не страшна, сильно отличается от обмена большими бинарными файлами;
• Реализация back-pressure для асинхронных агентов — это сама по себе непростая штука. А когда сюда еще и примешивается общение по сети, ситуация становится гораздо хуже;
• Сегодня какие-то куски распределенного приложения обязательно будут написаны на других языках программирования, а не на C++. Поэтому требуется интероперабильность и наш собственный протокол, заточенный под C++ и SObjectizer, мешает разработке распределенных приложений.

Далее в статье попробуем раскрыть тему подробнее.

Завершаем рассказ, начатый в первой части. Сегодня рассмотрим еще несколько граблей, на которые довелось наступить за годы использования SObjectizer-а в повседневной работе.

Продолжаем перечислять грабли

Народ хочет синхронности...

Акторы в Модели Акторов и агенты у нас в SObjectizer общаются посредством асинхронных сообщений. И в этом кроется одна из причин привлекательности Модели Акторов для некоторых типов задач. Казалось бы, асинхронность — это один из краеугольных камней, один из бонусов, поэтому пользуйся себе на здоровье и получай удовольствие.

Ан нет. На практике быстро начались просьбы сделать в SObjectizer возможность синхронного взаимодействия агентов. Очень долго я этим просьбам сопротивлялся. Но в конце-концов сдался. Пришлось добавить в SObjectizer возможность выполнить синхронный запрос от одного агента к другому.

Выглядит в коде это вот так:

Данная статья является первой частью текстовой версии одноименного доклада с февральской конференции C++ CoreHard Winter 2017. Так уж получилось, что вот уже 15 лет я отвечаю за разработку фреймворка SObjectizer. Это один из тех немногих все еще живых и все еще развивающихся OpenSource фреймворков для C++, которые позволяют использовать Модель Акторов. Соответственно, за это время неоднократно доводилось попробовать Модель Акторов в деле, в результате чего накопился некоторый опыт. В основном это был положительный опыт, но есть и некоторые неочевидные моменты, про которые было бы хорошо узнать заранее. О том, на какие грабли довелось наступить, какие шишки были набиты, как можно упростить себе жизнь и как это сказалось на развитии SObjectizer-а и пойдет речь далее.

Подозреваю, что многое из того, о чем я буду говорить, хорошо известно в Erlang-сообществе. Но Erlang-сообщество слабо пересекается с C++ сообществом. Кроме того, есть разница между тем, что доступно Erlang-разработчику и тем, что доступно C++ разработчику. Поэтому надеюсь, что данная статья окажется интересной и полезной C++никам.

Данная статья является доработанной текстовой версией одноименного доклада с конференции C++ CoreHard Autumn 2016, которая проходила в Минске в октябре прошлого года. Желание сделать эту статью возникло под впечатлением о том, что в мире C++ разработчики как бы делятся на два больших и не пересекающихся лагеря. В первом лагере находятся матерые спецы, которые все видели, все знают и все умеют, за плечами у которых десятки собственноручно написанных реализаций Модели Акторов, внутрях у которых хитрые, конечно же самостоятельно сделанные, lock-free очереди и state-of-the-art механизмы обслуживания сообщений. Такие проффи сами часами могут рассказывать про тонкости многопоточного программирования (только почему-то редко это делают). Во втором лагере — зеленые новички, которых волею судьбы занесло в мир C++, которые пока слабо представляют себе различия между unique_ptr и shared_ptr, про шаблоны только слышали, а в области многопоточности имеют поверхностное впечатление только о std::thread, std::mutex и, может быть, std::condition_variable. Для людей из первого лагеря я вряд ли что-нибудь интересное расскажу, а вот разработчикам из второго лагеря попробую вкратце рассказать о том, что Модель Акторов в C++ — это нормально. И что есть ряд готовых инструментов, на примере которых можно увидеть, что же это такое.

Исключениям – да, кодам возврата – нет!

В предыдущих статьях мы несколько раз упоминали о такой проблеме, как перегрузка агентов. Что это такое? Чем это грозит? Как с этим бороться? Обо всем этом мы и поговорим сегодня.

Проблема перегрузки агентов возникает, когда какому-то агенту отсылается больше сообщений, чем он успевает обрабатывать. В результате очереди сообщений постоянно увеличиваются в размерах. Растущие очереди расходуют память. Расход памяти ведет к замедлению работы приложения. Из-за замедления проблемный агент начинает обрабатывать сообщения дольше, что увеличивает скорость роста очередей сообщений. Что способствует более быстрому расходу памяти. Что ведет к еще большему замедлению приложения. Что ведет к еще более медленной работе проблемного агента… Как итог, приложение медленно и печально деградирует до полной неработоспособности.

Проблема усугубляется еще и тем, что взаимодействие посредством асинхронных сообщений и использование подхода fire-and-forget прямо таки провоцирует возникновение перегрузок (fire-and-forget – это когда агент A получает входящее сообщение M1, выполняет его обработку и отсылает исходящее сообщение M2 агенту B не заботясь о последствиях).