关于akka官方quickstart示例程序（scala）的记录

参考资料

https://doc.akka.io/libraries/akka-core/current/typed/actors.html#first-example

关于scala语法的注意事项

extends App是个语法糖，等同于直接在伴生对象中编写main 方法
对象是通过apply方法创建的，也可以通过对象的名称单独创建（此时实际上会调用apply方法）
case class 样例类用于定义不可变类，可以用于模式匹配
trait类似接口但是可以包括抽象方法，具体方法，子类。带有sealed表示只能在定义它的同一个文件中被继承，常用于更加安全的模式匹配，例如如果消息类型为sealed trait，则actor可以安全接受多种消息。

helloworld示例

代码的整体示意图如下

HelloWorldMain创建ActorSystem，作为一个actorref指向HelloWorldMain actor。使用此引用向HelloWorldMain actor发送SayHello消息
HelloWorldMain actor初始化Helloworld actor和HelloWorldBot，以及在收到SayHello消息后向HelloWorld actor发送Greet消息（其中带有HelloWorldBot的actorref）
HelloWorld actor收到消息后向HelloWorldBot发送Greeted消息
HelloWorldBot actor收到消息后greetingCounter计数增加，并向HelloWorld actor返回Greet消息。当greetingCounter超过max时暂停行为。

代码示例

//#imports
import akka.actor.typed.ActorRef
import akka.actor.typed.ActorSystem
import akka.actor.typed.Behavior
import akka.actor.typed.scaladsl.Behaviors

//#hello-world-actor
object HelloWorld {
  // 使用样例类定义消息类型
  final case class Greet(whom: String, replyTo: ActorRef[Greeted])
  final case class Greeted(whom: String, from: ActorRef[Greet])

  // Behaviors.receive函数接收一个函数作为参数，{}是为了容纳多行lambda表达式
  def apply(): Behavior[Greet] = Behaviors.receive { (context, message) =>
    context.log.info("Hello {}!", message.whom)
    message.replyTo ! Greeted(message.whom, context.self) // 向message.replyTo发送消息Greeted，其中context.self是自身的actorref
    Behaviors.same // 设置后续的消息处理逻辑不变
  }
}

//#hello-world-bot
object HelloWorldBot {
  def apply(max: Int): Behavior[HelloWorld.Greeted] = {
    bot(0, max)
  }
  private def bot(greetingCounter: Int, max: Int): Behavior[HelloWorld.Greeted] =
    Behaviors.receive { (context, message) =>
      val n = greetingCounter + 1
      context.log.info("Greeting {} for {}", n, message.whom)
      if (n == max) {
        Behaviors.stopped // 到达max次数后停止行为，避免无限循环
      } else {
        message.from ! HelloWorld.Greet(message.whom, context.self)
        bot(n, max)
      }
    }
}

//#hello-world-main
object HelloWorldMain {
  final case class SayHello(name: String)
    
  def apply(): Behavior[SayHello] =
    Behaviors.setup { context =>
      val greeter = context.spawn(HelloWorld(), "greeter") // 初始化HelloWorld
      Behaviors.receiveMessage { message => // 收到消息后创建HelloWorldBot
        val replyTo = context.spawn(HelloWorldBot(max = 3), message.name)
        greeter ! HelloWorld.Greet(message.name, replyTo)
        Behaviors.same
      }
    }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val system: ActorSystem[HelloWorldMain.SayHello] =
      ActorSystem(HelloWorldMain(), "hello")
    system ! HelloWorldMain.SayHello("World")
    Thread.sleep(3000)
    system.terminate()
  }
}

chatroom示例

代码的整体示意图如下

Main启动后，初始化chatRoom和Gabbler客户端。向ChatRoom发送GetSession消息（带有client actorref）
chatRoom创建session actor，用来隔离会话
chatRoom向client发送SessionGranted消息（带有session actorref）
client（Gabbler）收到SessionGranted后向session actor发送PostMessage消息
session 收到SessionGranted后向room发送PublishSessionMessage
room返回NotifyClient给session
然后按照NotifyClient（带有MessagePosted）中的client actorref将MessagePosted转发给特定的client
client收到MessagePosted之后完成并推出

整体的思路

ChatRoom Actor：作为中央枢纽，负责管理所有的会话（Sessions）。每个连接到聊天室的客户端都会通过 GetSession 消息与 ChatRoom 交互，并获得一个专属的会话 Actor。
Session Actor：每个客户端都有一个对应的 Session Actor，用于处理该客户端的消息收发、保持客户端状态等。
client（Gabbler）Actor：模拟客户端行为，可以发送消息给 ChatRoom 或者其他客户端。
客户端间通信：通过 ChatRoom 转发消息来实现客户端间的通信。当一个客户端发送消息时，它实际上是将消息发送给了 ChatRoom，然后由 ChatRoom 将消息广播给所有其他在线的客户端。

代码示例

定义消息，这里实际上等同于定义actor之间的通信协议

RoomCommand，用来获取session
SessionEvent，用来管理session和发送message
SessionCommand，用来发送message和通知client

object ChatRoom {
  sealed trait RoomCommand
  final case class GetSession(screenName: String, replyTo: ActorRef[SessionEvent]) extends RoomCommand

  sealed trait SessionEvent
  final case class SessionGranted(handle: ActorRef[PostMessage]) extends SessionEvent
  final case class SessionDenied(reason: String) extends SessionEvent
  final case class MessagePosted(screenName: String, message: String) extends SessionEvent

  sealed trait SessionCommand
  final case class PostMessage(message: String) extends SessionCommand
  private final case class NotifyClient(message: MessagePosted) extends SessionCommand
}

ChatRoom actor部分

object ChatRoom {
    
  // PublishSessionMessage消息将包含的ChatRoom消息传播到所有连接的客户端
  private final case class PublishSessionMessage(screenName: String, message: String) extends RoomCommand

  def apply(): Behavior[RoomCommand] =
    chatRoom(List.empty)

  private def chatRoom(sessions: List[ActorRef[SessionCommand]]): Behavior[RoomCommand] =
    Behaviors.receive { (context, message) =>
      message match {
        // 如果收到GetSession，create a child actor for further interaction with the client
        case GetSession(screenName, client) =>
          val ses = context.spawn(
            session(context.self, screenName, client),
            name = URLEncoder.encode(screenName, StandardCharsets.UTF_8.name))
          client ! SessionGranted(ses)
          chatRoom(ses :: sessions) // ::用于将ses添加到sessions头。由于Akka 的行为是不可变的（每次更改状态都必须返回一个新的 behavior），所以通常通过 递归函数 + 参数携带状态 的方式来模拟“状态变化”
        
        // 如果接收到 PublishSessionMessage 就向所有的session发送notification，每个session都带有client内容。等于是申请chatroom允许发送
        case PublishSessionMessage(screenName, message) =>
          val notification = NotifyClient(MessagePosted(screenName, message))
          sessions.foreach(_ ! notification) // 将消息转发给session中的所有client
          Behaviors.same
      }
    }
	
  // 用于创建session actor，接受SessionCommand消息
  private def session(
	  room: ActorRef[PublishSessionMessage],
      screenName: String,
      client: ActorRef[SessionEvent]): Behavior[SessionCommand] =
    Behaviors.receiveMessage {
      // 向room中的所有其他用户发送消息
      case PostMessage(message) =>
        room ! PublishSessionMessage(screenName, message)
        Behaviors.same
        
      // room发布消息通知client
      case NotifyClient(message) =>
        client ! message
        Behaviors.same
    }
}

客户端部分

object Gabbler {
  import ChatRoom._

  def apply(): Behavior[SessionEvent] =
    Behaviors.setup { context =>
      Behaviors.receiveMessage {
        case SessionDenied(reason) =>
          context.log.info("cannot start chat room session: {}", reason)
          Behaviors.stopped
        case SessionGranted(handle) =>
          handle ! PostMessage("Hello World!")
          Behaviors.same
        case MessagePosted(screenName, message) =>
          context.log.info("message has been posted by '{}': {}", screenName, message)
          Behaviors.stopped
      }
    }

actorsystem入口

这里使用了Behaviors.setup。Behaviors.setup 和 Behaviors.receiveMessage 都是用于定义 Actor 行为的工厂方法，区别是Behaviors.setup 允许你在初始化阶段访问 ActorContext，而 Behaviors.receiveMessage 不直接提供对上下文的访问，专注于消息处理逻辑
Main Actor，对应于传统 Java 应用程序中的 main 方法

object Main {
  def apply(): Behavior[NotUsed] =
    Behaviors.setup { context =>
      val chatRoom = context.spawn(ChatRoom(), "chatroom")
      val gabblerRef = context.spawn(Gabbler(), "gabbler")
      context.watch(gabblerRef) //监控gabbler actor，如果gabbler 终止了，当前 Actor 将收到一个 Terminated(gabblerRef) 信号
      chatRoom ! ChatRoom.GetSession("ol’ Gabbler", gabblerRef)

      // 处理 Terminated 信号
      Behaviors.receiveSignal {
        case (_, Terminated(_)) =>
          Behaviors.stopped
      }
    }
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    ActorSystem(Main(), "ChatRoomDemo")
  }
}