使用Akka實現一個簡易版的spark通信框架

需求實現邏輯

啓動master和worker
在worker端對應的preStart方法中拿到master的引用對象，通過這個master引用向master發送註冊信息，註冊信息包含workerId, workCores, workMemory等信息
master接受worker註冊信息，保存註冊信息在一個map集合當中，key爲workerId，value爲註冊信息樣例類。master將worker註冊成功的信息反饋給worker端
worker接受master反饋的註冊成功信息，定時向master發送心跳信息。發送心跳信息，證明worker還活着
master接受worker心跳信息，定時檢查超時worker，並從map當中移除掉超時的worker節點信息

具體代碼

Master類

package  spark

import akka.actor.{Actor, ActorRef, ActorSystem, Props}
import com.typesafe.config.ConfigFactory

import scala.collection.mutable
import scala.collection.mutable.ListBuffer
import scala.concurrent.duration._


//todo:利用akka實現簡易版的spark通信框架-----Master端

class Master  extends Actor{
  //構造代碼塊先被執行
  println("master constructor invoked")

  //定義一個map集合，用於存放worker信息
  private val workerMap = new mutable.HashMap[String,WorkerInfo]()
  //定義一個list集合，用於存放WorkerInfo信息，方便後期按照worker上的資源進行排序
  private val workerList = new ListBuffer[WorkerInfo]
  //master定時檢查的時間間隔
  val CHECK_OUT_TIME_INTERVAL=15000 //15秒

  //prestart方法會在構造代碼塊執行後被調用，並且只被調用一次
  override def preStart(): Unit = {
    println("preStart method invoked")

      //master定時檢查超時的worker
    //需要手動導入隱式轉換
    import context.dispatcher
    context.system.scheduler.schedule(0 millis,CHECK_OUT_TIME_INTERVAL millis,self,CheckOutTime)
  }

  //receive方法會在prestart方法執行後被調用，表示不斷的接受消息
  override def receive: Receive = {
    //master接受worker的註冊信息
    case RegisterMessage(workerId,memory,cores) =>{
        //判斷當前worker是否已經註冊
      if(!workerMap.contains(workerId)){
        //保存信息到map集合中
        val workerInfo = new WorkerInfo(workerId,memory,cores)
        workerMap.put(workerId,workerInfo)
        //保存workerinfo到list集合中
        workerList +=workerInfo

        //master反饋註冊成功給worker
        sender ! RegisteredMessage(s"workerId:$workerId 註冊成功")
      }
    }
      //master接受worker的心跳信息
    case SendHeartBeat(workerId)=>{
      //判斷worker是否已經註冊，master只接受已經註冊過的worker的心跳信息
      if(workerMap.contains(workerId)){
        //獲取workerinfo信息
        val workerInfo: WorkerInfo = workerMap(workerId)
        //獲取當前系統時間
        val lastTime: Long = System.currentTimeMillis()

        workerInfo.lastHeartBeatTime=lastTime
      }
    }
    case CheckOutTime=>{
      //過濾出超時的worker 判斷邏輯： 獲取當前系統時間 - worker上一次心跳時間 >master定時檢查的時間間隔
        val outTimeWorkers: ListBuffer[WorkerInfo] = workerList.filter(x => System.currentTimeMillis() -x.lastHeartBeatTime > CHECK_OUT_TIME_INTERVAL)
      //遍歷超時的worker信息，然後移除掉超時的worker
      for(workerInfo <- outTimeWorkers){
        //獲取workerid
        val workerId: String = workerInfo.workerId
        //從map集合中移除掉超時的worker信息
        workerMap.remove(workerId)
        //從list集合中移除掉超時的workerInfo信息
        workerList -= workerInfo

        println("超時的workerId:" +workerId)
      }
      println("活着的worker總數：" + workerList.size)

      //master按照worker內存大小進行降序排列
     println(workerList.sortBy(x => x.memory).reverse.toList)
    }
  }
}
object Master{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //master的ip地址
    val host=args(0)
    //master的port端口
    val port=args(1)

    //準備配置文件信息
    val configStr=
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.hostname = "$host"
         |akka.remote.netty.tcp.port = "$port"
      """.stripMargin

    //配置config對象 利用ConfigFactory解析配置文件，獲取配置信息
    val config=ConfigFactory.parseString(configStr)

    // 1、創建ActorSystem,它是整個進程中老大，它負責創建和監督actor，它是單例對象
    val masterActorSystem = ActorSystem("masterActorSystem",config)
    // 2、通過ActorSystem來創建master actor
    val masterActor: ActorRef = masterActorSystem.actorOf(Props(new Master),"masterActor")
    // 3、向master actor發送消息
    //masterActor ! "connect"
  }
}

Worker類

package  spark

import java.util.UUID
import akka.actor.{Actor, ActorRef, ActorSelection, ActorSystem, Props}
import com.typesafe.config.ConfigFactory
import scala.concurrent.duration._


//todo:利用akka實現簡易版的spark通信框架-----Worker端
class Worker(val memory:Int,val cores:Int,val masterHost:String,val masterPort:String)  extends Actor{
  println("Worker constructor invoked")

  //定義workerId
  private val workerId: String = UUID.randomUUID().toString

  //定義發送心跳的時間間隔
  val SEND_HEART_HEAT_INTERVAL=10000  //10秒

  //定義全局變量
  var master: ActorSelection=_

  //prestart方法會在構造代碼塊之後被調用，並且只會被調用一次
  override def preStart(): Unit = {
    println("preStart method invoked")
    //獲取master actor的引用
    //ActorContext全局變量，可以通過在已經存在的actor中，尋找目標actor
    //調用對應actorSelection方法，
    // 方法需要一個path路徑：1、通信協議、2、master的IP地址、3、master的端口 4、創建master actor老大 5、actor層級
     master= context.actorSelection(s"akka.tcp://masterActorSystem@$masterHost:$masterPort/user/masterActor")

    //向master發送註冊信息，將信息封裝在樣例類中，主要包含：workerId,memory,cores
    master ! RegisterMessage(workerId,memory,cores)

  }

  //receive方法會在prestart方法執行後被調用，不斷的接受消息
  override def receive: Receive = {
    //worker接受master的反饋信息
    case RegisteredMessage(message) =>{
      println(message)

      //向master定期的發送心跳
      //worker先自己給自己發送心跳
      //需要手動導入隱式轉換
      import context.dispatcher
      context.system.scheduler.schedule(0 millis,SEND_HEART_HEAT_INTERVAL millis,self,HeartBeat)
    }
      //worker接受心跳
    case HeartBeat =>{
      //這個時候纔是真正向master發送心跳
      master ! SendHeartBeat(workerId)
    }
  }
}

object Worker{
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //定義worker的IP地址
    val host=args(0)
    //定義worker的端口
    val port=args(1)

    //定義worker的內存
    val memory=args(2).toInt
    //定義worker的核數
    val cores=args(3).toInt
    //定義master的ip地址
    val masterHost=args(4)
    //定義master的端口
    val masterPort=args(5)

    //準備配置文件
    val configStr=
      s"""
         |akka.actor.provider = "akka.remote.RemoteActorRefProvider"
         |akka.remote.netty.tcp.hostname = "$host"
         |akka.remote.netty.tcp.port = "$port"
      """.stripMargin

    //通過configFactory來解析配置信息
    val config=ConfigFactory.parseString(configStr)
    // 1、創建ActorSystem，它是整個進程中的老大，它負責創建和監督actor
    val workerActorSystem = ActorSystem("workerActorSystem",config)
    // 2、通過actorSystem來創建 worker actor
    val workerActor: ActorRef = workerActorSystem.actorOf(Props(new Worker(memory,cores,masterHost,masterPort)),"workerActor")

    //向worker actor發送消息
    workerActor ! "connect"
  }
}

WorkerInfo類

package  spark

//封裝worker信息
class WorkerInfo(val workerId:String,val memory:Int,val cores:Int) {
        //定義一個變量用於存放worker上一次心跳時間
      var lastHeartBeatTime:Long=_

  override def toString: String = {
    s"workerId:$workerId , memory:$memory , cores:$cores"
  }

樣例類

package spark

trait RemoteMessage  extends Serializable{

}

//worker向master發送註冊信息，由於不在同一進程中，需要實現序列化
case class RegisterMessage(val workerId:String,val memory:Int,val cores:Int) extends RemoteMessage
//master反饋註冊成功信息給worker,由於不在同一進程中，也需要實現序列化
case class RegisteredMessage(message:String) extends RemoteMessage
//worker向worker發送心跳 由於在同一進程中，不需要實現序列化
case object HeartBeat
//worker向master發送心跳，由於不在同一進程中，需要實現序列化
case class SendHeartBeat(val workerId:String) extends RemoteMessage
//master自己向自己發送消息，由於在同一進程中，不需要實現序列化
case object CheckOutTime