Akka 2.5.12 Using TCP

本部分内容都需要引用：

    import akka.actor.{ Actor, ActorRef, Props }
    import akka.io.{ IO, Tcp }
    import akka.util.ByteString
    import java.net.InetSocketAddress

所有的 Akka I/O API都需要通过manager访问，当使用 I/O API时，第一步就是对manager的引用。

    import akka.io.{ IO, Tcp }
    import context.system // implicitly used by IO(Tcp)

    val manager = IO(Tcp)

manager是处理底层I/O资源(选择器、通道)并为特定任务(如监听传入连接)实例化worker的actor。

连接（client side）

    object Client {
      def props(remote: InetSocketAddress, replies: ActorRef) =
        Props(classOf[Client], remote, replies)
    }

    class Client(remote: InetSocketAddress, listener: ActorRef) extends Actor {

      import Tcp._
      import context.system
      //连接远程的第一步给TCP manag发送Connect
      IO(Tcp) ! Connect(remote)

      def receive = {
        //Tcp manager会返回 两种消息
        case CommandFailed(_: Connect) ⇒
          listener ! "connect failed"
          context stop self

        case c @ Connected(remote, local) ⇒
          listener ! c
          //激活连接，给connection actor 发送注册消息。来通知谁该接收socket数据
          val connection = sender()
          connection ! Register(self)
          context become {
            case data: ByteString ⇒
              connection ! Write(data)
            case CommandFailed(w: Write) ⇒
              // O/S buffer was full
              listener ! "write failed"
            case Received(data) ⇒
              listener ! data
            case "close" ⇒
              connection ! Close
            case _: ConnectionClosed ⇒
              listener ! "connection closed"
              context stop self
          }
      }
    }

连接远程地址的第一步就是给TCP manager 发送一个Connect消息。
然后TCP manager 会回复一个 CommandFailed消息或者产生一个内部actor来表示新的connection 。这个 connection actor会发送一个Connected消息给Client。
为了激活新连接，需要发送给 connection actor 注册消息来通知谁该接收socket中的数据。并且要等注册消息传递过程完成以后连接才可以使用。而且这段过程如果超时connection actor 会自己终止。
connection actor一直监视注册处理程序，如果它停止， connection actor会关闭连接，清理所有的连接相关的资源。
client 使用become 方法演示从未连接到连接状态中观察到的命令和事件。

接受连接（server side）

      class Server extends Actor {

      import Tcp._
      import context.system

      IO(Tcp) ! Bind(self, new InetSocketAddress("localhost", 0))

      def receive = {
        case b @ Bound(localAddress) ⇒
          context.parent ! b

        case CommandFailed(_: Bind) ⇒ context stop self

        case c @ Connected(remote, local) ⇒
          val handler = context.actorOf(Props[SimplisticHandler])
          val connection = sender()
          connection ! Register(handler)
      }

    }

要创建TCP服务器并监听入站连接，必须将Bind命令发送给TCP manager。TCP manager监听特定InetSocketAddress上的TCP连接,端口为0表示连接到随机端口。

发送bind消息的actor将收到bound消息，表明服务器已经准备好接受传入的连接。bound消息里包含InetSocketAddress(解析IP地址和端口)
处理连接内容 与外部连接过程一样。将需要读取的内容交给一个处理程序（SimplisticHandler）完成操作。

    class SimplisticHandler extends Actor {
      import Tcp._
      def receive = {
        case Received(data) ⇒ sender() ! Write(data)
        case PeerClosed     ⇒ context stop self
      }
    }

关闭连接

Close 、ConfirmedClose、Abort 这是三个命令发送给connection actor 都可以关闭连接。

• Close是通过 FIN消息关闭连接，不用等待远程端点确认消息。listener会收到Closed
• ConfirmedClose也是通过 FIN消息关闭连接，但是发送FIN消息后仍然持续运行，知道收到远程的确认消息。listener会收到ConfirmedClosed
• Abort将通过向远程端点发送RST消息立即终止连接。listener会收到Aborted

如果远程端点关闭连接，会发送PeerClosed给listener。为了支持半关闭连接，将注册消息的keepOpenOnPeerClosed成员设置为true，在这种情况下，连接保持打开状态，直到接收到上述关闭命令之一为止。

当发生错误导致连接被关闭时，ErrorClosed将被发送给侦听器。

Write to a connection

一旦连接建立，任何actor通过Tcp.WriteCommand形式发送数据，Tcp.WriteCommand只是个抽象类，有三种具体的实现方法。

• Tcp.Write

  最简单的WriteCommand实现，它封装了一个ByteString实例和一个“ack”事件。

• Tcp.WriteFile

  高效地发送文件中的“原始”数据。

• Tcp.CompoundWrite

  将几个Tcp.Write和（或）Tcp.WriteFile放进一个命令中。优点如下：
  1.TCP连接actor一次只能处理一个write命令。通过将几个Write放到一个CompoundWrite中，可以让它们在最小开销的情况下通过连接发送，而无需通过基于ack-base的消息协议将它们发送给连接actor。
  2.因为WriteCommand是原子写入，所以当结合进CompoundWrite后，其他actor不能注入其他写入。
  3.因为CompoundWrite的子写入是Write和WriteFile，它们可以请求Ack消息。当这些子写入完成后发送Ack。通过connection actor在任意点发送ack可以看到CompoundWrite的过程进展。

读写节流

Tcp connection actor 的基本模型是没有内部缓冲器的，因为一次只能处理一个写入。无论写入还是读取都需要在用户级别控制拥塞。

关于背压 写入有三种操作模式：
1. ACK-based:每个写命令都带有一个任意对象，如果这个对象不是Tcp.NoAck。在成功地将所有包含的数据写入套接字后，它将被返回给发送方。如果在收到此确认之前没有其他的写操作，那么由于缓冲区溢出而不会发生故障。
2.NACK-based:当下个写入到达，但上个写入还未完成时，将回复一个包含失败写入的CommandFailed消息。