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标题: .NET分布式Orleans - 2 - Grain的通信原理与界说 [打印本页]
作者: 美丽的神话    时间: 2024-5-15 04:51
标题: .NET分布式Orleans - 2 - Grain的通信原理与界说
Grain 是 Orleans 框架中的基本单元，代表了应用程序中的一个实体或者一个计算单元。
每个Silo都是一个独立的进程，Silo负责加载、管理和实行Grain实例，并处理来自客户端的请求以及与其他Silo之间的通信。
通信原理

在相同的Silo中，Grain与Grain之间的通信通过直接的方法调用实现。每个Silo都维护了一个Grain的运行时环境，当一个Grain需要调用另一个Grain时，它可以直接调用目标Grain的方法，无需经过网络传输，示意图如下所示：

在差别的Silo中，Grain与Grain之间的通信需要通过消息传递的方式实现。当一个Grain需要与另一个Silo中的Grain通信时，它会将消息发送给目标Grain所在的Silo，目标Silo接收到消息后，将其路由到目标Grain，然后目标Grain处理消息并返回效果。示意图如下所示：

外部客户端与Silo之间的通信是通过网络消息传输实现的。客户端需要利用Orleans提供的客户端库与Silo创建连接，并发送请求消息到目标Silo，目标Silo接收到消息后，举行处理并返回效果。在Orleans中，客户端与Silo之间的通信利用了一种名为Orleans Messaging Protocol (OMP)的自界说协议，用于保证通信的可靠性和服从。示意图如下所示：

 
内置端口

默认情况下，Orleans 将侦听端口 11111 用于silo之间通信，在端口 30000 上举行客户端到接收器通信。可以通过以下方式设置这些端口
  1. siloBuilder.Configure<EndpointOptions>(options =>
  2. {
  3.     // Port to use for silo-to-silo
  4.     options.SiloPort = 11_111;
  5.     // Port to use for the gateway
  6.     options.GatewayPort = 30_000;
  7.     // IP Address to advertise in the cluster
  8.     options.AdvertisedIPAddress = IPAddress.Parse("172.16.0.42");
  9.     // The socket used for client-to-silo will bind to this endpoint
  10.     options.GatewayListeningEndpoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 40_000);
  11.     // The socket used by the gateway will bind to this endpoint
  12.     options.SiloListeningEndpoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 50_000);
  13. })
复制代码
在内部，silo 将侦听 0.0.0.0:40000 和 0.0.0.0:50000，但在长期化提供程序中发布的值将是 172.16.0.42:11111 和 172.16.0.42:30000
 
GrainKey类型

在 Orleans 中，可以利用差别类型的键来标识 Grain。下面是几种常用的 GrainKey 接口：
 
下面是利用 IGrainWithStringKey 界说的 IPlayerGrain 接口，并为其增加了买装备的动作，并将买完的装备生存至内存中：
  1. public interface IPlayerGrain : IGrainWithStringKey
  2. {
  3.     Task BuyEquipment(string equipmentName);
  4.     Task<List<string>> GetOwnedEquipments();
  5. }
  7. public class PlayerGrain : Grain, IPlayerGrain
  8. {
  9.     private IPersistentState<List<string>> _ownedEquipments;
  11.     public PlayerGrain([PersistentState("ownedEquipments", "playerGrainStorage")] IPersistentState<List<string>> ownedEquipments)
  12.     {
  13.         _ownedEquipments = ownedEquipments;
  14.     }
  17.     public async override Task OnActivateAsync(CancellationToken cancellationToken)
  18.     {
  19.         await base.OnActivateAsync(cancellationToken);
  21.         // 在激活时从持久化状态中加载数据
  22.         await _ownedEquipments.ReadStateAsync();
  23.         if (_ownedEquipments.State == null)
  24.         {
  25.             _ownedEquipments.State = new List<string>();
  26.             await _ownedEquipments.WriteStateAsync(); // 将空列表持久化到存储中
  27.         }
  28.     }
  30.     public async Task BuyEquipment(string equipmentName)
  31.     {
  32.         _ownedEquipments.State.Add(equipmentName);
  33.         await _ownedEquipments.WriteStateAsync(); // 将更新后的装备列表持久化到存储中
  34.     }
  36.     public Task<List<string>> GetOwnedEquipments()
  37.     {
  38.         return Task.FromResult(_ownedEquipments.State);
  39.     }
  40. }
复制代码
 
调用时利用IGrainFactory.GetGrain方法即可
  1. var host = Host.CreateDefaultBuilder()
  2.     .ConfigureServices((context, services) =>
  3.     {
  4.         services.AddOrleans(builder =>
  5.         {
  6.             builder
  7.                 .UseLocalhostClustering()
  8.                 .Configure<ClusterOptions>(options =>
  9.                 {
  10.                     options.ClusterId = "dev";
  11.                     options.ServiceId = "OrleansExample";
  12.                 })
  13.                 .AddMemoryGrainStorage("playerGrainStorage");
  14.         });
  15.     })
  16.     .ConfigureLogging(l => l.AddConsole())
  17.     .Build();
  19. await host.StartAsync();
  21. var client = host.Services.GetRequiredService<IGrainFactory>();
  23. var palyer = client.GetGrain<IPlayerGrain>(Guid.NewGuid().ToString());
  24. await palyer.BuyEquipment("Sword");
  25. (await palyer.GetOwnedEquipments()).ForEach(Console.WriteLine);
复制代码
 
IGrainFactory 和 IClusterClient

在 Orleans 中，IGrainFactory 和 IClusterClient 都是用于创建和获取 Grains 的接口，但它们的作用和利用场景略有差别。
IGrainFactory:
IGrainFactory 是 Orleans 用于集群中创建 Grains 的工厂接口。 它通常用于在 Orleans Silo 或者 Orleans Client 中创建 Grains 实例。
  1. // 通过依赖注入或直接实例化一个 IGrainFactory 对象
  2. IGrainFactory grainFactory = serviceProvider.GetRequiredService<IGrainFactory>();
  3. var grain = grainFactory.GetGrain<IMyGrain>(grainId);
复制代码
 
IClusterClient:
IClusterClient 是 Orleans 中用于与 Orleans 集群举行通信的客户端接口。 它通常在 Orleans Client 中利用，用于与 Orleans Silo 举行通信，以调用 Grains 的方法或者获取 Grains 的引用。
IClusterClient 是 IGrainFactory 的一个超集，除了可以创建 Grains，还可以实行其他集群相关的操作，比如管理 Silo 的生命周期、订阅集群中的事件等。
  1. // 通过依赖注入或直接实例化一个 IClusterClient 对象
  2. IClusterClient clusterClient = serviceProvider.GetRequiredService<IClusterClient>();
  3. var grain = clusterClient.GetGrain<IMyGrain>(grainId);
复制代码
 
总的来说，IGrainFactory 主要用于在应用程序内部直接创建 Grains，而 IClusterClient 则更适合用于外部Client与 Orleans 集群举行通信，包括创建 Grains 和实行其他集群操作。

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