Z implementacją równoległych zadań można sobie poradzić na wiele różnych sposobów. Zazwyczaj jednak instalujemy blokady, monitory, tworzymy transakcje, oplatamy synchroniczny kod. Człowiek myśli synchronicznie, działa synchronicznie i często pisze – jeśli potrafi – synchroniczny kod. Co by się jednak stało, gdyby całe takie podejście odwrócić do góry nogami? Takich przełomowych projektów było wiele, oferowały nowy model pisania równoległych aplikacji, bez pamięci wspólnej i z wymianą komunikatów. Takie rozwiązanie, mimo szeregu ograniczeń, jest bardzo skalowalne. Przejdźmy jednak do rzeczy. W dzisiejszym wpisie chciałbym przedstawić Wam Model Agenta [1] (czasami zwany również – Modelem Aktora).
Cała idea tego podejścia polega na wyodrębnieniu agentów/aktorów, którzy spełniają jakąś logicznie pojedynczą rolę. Agenci nie dzielą między sobą żadnych zasobów, chyba że umiejscowieni są w jednej domenie. Zasoby takiej domeny podlegają wtedy synchronizacji. Komunikacja między agentami odbywa się poprzez wiadomości, które są przekazywane – i tu uwaga – przez kopiowanie. W ten prosty sposób każda domena może działać równoległe względem innej – często bywa tak, że w domenie jest tylko jeden agent.
Aby zastosować Model Agenta, najlepiej jest wyobrazić sobie projektowaną aplikację jako – uwaga – osiedle. Cała aplikacja to jedno, przedmiejskie osiedle z domkami i pocztą – tyle. W każdym domku mieszka przynajmniej jeden agent/agentka – dom to właśnie domena. W domku z każdego sprzętu (zasobu) może korzystać tylko jeden agent – mieszkający w tym domku (sąsiad nie może niczego dotykać). Mamy więc synchronizację wewnątrz domeny. Agenci komunikują się ze sobą albo przez listy, które wkładają do skrzynki przed domkiem, a listonosz, zanosi je do odpowiedniej skrzynki adresata (listonosz jest w tym przypadku kanałem), albo przez karteczki na lodówce (wspólną pamięć), kiedy komunikujemy się z domownikiem (agentem w tym samym domu). Każdy agent jest inżynierem w danej kategorii. W listach dostaje dane do pracy i w listach również odsyła wyniki. Jeśli dwóch agentów w domku potrzebuje wiertarki, to jeden musi poczekać, aż drugi skończy swoją pracę. Dokładnie mówiąc, każdy domek działa w innym wątku, a osiedle utożsamiane jest z jednym procesem. Oczywiście, nic nie stoi na przeszkodzie komunikacji między innymi osiedlami :-)
Wiem że, jest to dość duża abstrakcja, ale na sam początek przygody z agentami powinna wystarczyć. Jest tam też kilka niedociągnięć, ale myślę, że kiedy będę omawiał implementacje, na wszystkie pytania, znajdzie się odpowiedź.
Każda implementacja posiada własne smaczki, które wprowadzają pewne udogodnienia w platformie/języku, na jakie dane rozwiązanie jest kierowane. Choć na rynku istnieje kilka implementacji kierowanych na platformę .NET, to w kolejnych wpisach, chciałbym się skoncentrować jedynie na rozwiązaniu zaproponowanym przez Microsoft – Axum [2]. Zapraszam wkrótce.
Źródła:
Rysunek 1, Maszyna 4 rdzeniowa
Rysunek 2, Maszyna 106 rdzeniowa