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如何使用Java框架Pronghorn迅速编写应用程序

【51CTO.com快译】作为Akka和RxJava的替代者，Pronghorn为开发安全无垃圾的应用程序提供了一种可灵活扩展的开源方法。

1973年，Carl Hewitt受到了量子力学的启发。他想开发能够并行执行任务的计算机，这些计算机在含有各自本地内存和处理器的同时可彼此顺利地通信。

actor模型由此而生，随之诞生了一个很简单的概念：一切都是actor。这有几大好处：隔离业务和其他逻辑容易多了。由于你应用程序的每个核心组件都是隔离且独立的，因此很容易获得安全。又由于actor的性质及其相互关系，加快了构建原型的速度。

然而，将它们联系在一起的是能够同时在这些actor之间传递消息。actor基于输入消息做出响应；然后，它可以发回确认，传递内容，并指定下次收到消息时采用的行为。比如说，一个actor从磁盘加载图像文件，同时将数据块传送给其他actor作进一步处理，即图像分析或转换。随后另一个actor将这些作为输入，将它们写回到磁盘或将它们记录到终端。这些actor单独无法完成强大的功能，但是一起构成了应用程序。

Pronghorn是什么？

今天有许多系统实现了这种actor模型。在Object Computing，我们一直在开发一种高度可扩展、高性能、完全开源的Java框架：Pronghorn（https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-0-what-is-pronghorn/home），它以世界上跑得最快的陆地动物之一：叉角羚命名。

Pronghorn最近推出了版本1.0，试图克服面向Java和Scala的两种流行的actor框架：Akka和RxJava存在的几个缺点。

因此，我们在开发Pronghorn时注重全面的功能特性：

1. 我们想要产生尽可能少的垃圾。不用垃圾收集器经常启动，它就能达到前所未有的性能水平。

2. 我们想要确保Pronghorn占用尽可能少的内存。由于设计当初注重性能，它充分利用CPU预取功能和高速缓存，以获得最高的吞吐量。它使用零拷贝直接访问，只需数毫微秒即可从模式（schema）加载字段，根本不会让核心停滞，同时又是非阻塞、无锁的。

3. Pronghorn确保你安全地编写正确的代码。借助其API和合约，并使用“软件堡垒”和行业领先的加密技术，Pronghorn让你可以构建安全的、稳妥失效的应用程序。

4. 调试和测试可能压力大、很烦人，需要赶时间时更是如此。Pronghorn可以与常用测试框架轻松集成，通过其自动生成、实时更新的遥测图形，基于现有消息模式的模糊测试（在开发中）以及某些actor行为异常或耗用太多资源时发出警告，简化重构和调试。这可帮助你迅速创建原型，将更多的时间用于关注业务需求上。

想了解更多详细信息，请访问Pronghorn功能列表（https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-0-what-is-pronghorn/features）。

为什么是Pronghorn？

编写并发高性能的应用程序绝非易事，我们也没有承诺完全解决这些问题。然而，为了让你了解Pronghorn的好处以及API的强大功能，我们编写了一个小型的HTTP REST服务器，对照Node & Express、Tomcat 以及Spring Boot等常见行业标准对它进行了基准测试：

如何使用Java框架Pronghorn迅速编写应用程序

我们鼓励你自己运行这些数字（https://github.com/oci-pronghorn/GreenLoader），分享结果，并添加自己的Web服务器。

如你所见，Pronghorn在这个REST例子中的表现非常好。Pronghorn几乎比传统解决方案快10倍，可以借助无垃圾、静态类型的后端，将服务器成本（比如EC2或Azure）至少降低一半。它可以解析HTTP请求，actor并行工作时生成响应。调度和线程由Pronghorn功能强大的默认调度程序来自动处理。

如上所述，Pronghorn让你可以迅速构建原型，并构思项目，通常遵循这三个基本步骤：

1. 定义数据流图

这是至关重要的第一步。Pronghorn采用数据优先的方法，迅速处理大量数据。在你的应用程序中，考虑流经“管道”的数据类型――比如说，如果你在构建一个图像分析工具，需要actor读取、写入和分析图像文件。actor之间的数据格式也需要确立；它可能是含有JPG MCU的模式或原始二进制BMP文件。选择最适合你所开发的应用程序的格式。

2. 定义每个阶段之间的合约

合约让你得以使用FAST轻松定义消息，FAST是金融行业用于股票交易的一种成熟的协议。这些合约用于测试阶段，以确保实现与消息字段定义一致。这是一种契约方法；它必须得到遵守，那样actor才能彼此通信。

3. 实施数据流图时，使用生成测试，测试最初开发的组件

模式是你在开发应用程序时为你生成的代码。测试驱动开发便于开发正确且安全的代码，为你在准备发布时节省宝贵的时间。随着程序越来越大，数据流图也不断变大，描述actor之间的每一次交互，并说明各阶段之间管道上的消息数据流。借助自动遥测，你可以轻松跟踪最复杂的应用程序，如下所示：

如何使用Java框架Pronghorn迅速编写应用程序

它是什么样子？

你可能很想知道Pronghorn代码是什么样子。下面是我们的“Hello World”（ https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-1-getting-started-with-pronghorn/1.-hello-world-introduction/0.-getting-started）例子中生成消息模式的一段示例代码。

要定义消息，创建类似这个文件的新XML文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>  
<templates xmlns="http://www.fixprotocol.org/ns/fast/td/1.1">  
    <template name="HelloWorldMessage" id="1">  
        <string name="GreetingName" id="100" charset="unicode"/>  
    </template>  
</templates>

然后，这个模式被Hello World例子中描述的阶段所使用。使用该模式将数据流图植入到你的应用程序中来得更容易：

private static void populateGraph(GraphManager gm) {  
       Pipe<HelloWorldSchema> messagePipe =   
HelloWorldSchema.instance.newPipe(10, 10_000);  
       new GreeterStage(gm, "Jon Snow", messagePipe);  
       new GuestStage(gm, messagePipe);  
  }

这使用了Hello World教程（https://oci-pronghorn.gitbook.io/pronghorn/chapter-1-getting-started-with-pronghorn/1.-hello-world-introduction/0.-getting-started）中创建的阶段。

我们使用一个Maven（https://maven.apache.org/）原型为你提供了开始构建Pronghorn应用程序所需要的一切。