Actors in Scala（Scala中的Actor）(预打印版) 第六章 Exception Handling, Actor Termination and Shutdown(A)

Actors in Scala（Scala中的Actor）(预打印版) 第六章 Exception Handling, Actor Termination and Shutdown(A)

张贵宾

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2011.10.31

在这一章中我们看看如何在并行的基于actor的程序中处理错误。Actors与顺序的Scala代码相比，提供了几种处理异常的额外方法。特别的，我们将展示actor如何处理他们抛出的但不能被其他actor处理的异常。更普遍的，我们将寻找一种actor能够监控其他actor的方式，通过这种方式能够检测到其他的actor是正常的终止了，还是抛出异常后非正常退出了。最后，我们介绍了一些概念和技术，这些概念和技术能够简单的终止基于actor程序的管理。

6.1 Simple exception handling(简单异常处理)

当一个actor在其执行体内抛出了未被处理的异常后，此actor便会终止。出现这种情况的一种可能征兆就是有其他的actor在无限制的等待这个来自已经死去的actor的消息。因为在默认情况下，终止actor不会产生任何死锁，所以找到发生错误的actor和定位错误的actor就非常耗时。

最简单看护那些由于异常抛出而默默终止的actor的方法就是提供一个全局的异常处理器，任何一个actor执行体内有异常抛出时都会调用这个异常处理器。我们可以继承Actor（或者Reactor）并重写它的exceptionHandler成员函数即可。（exceptionHandler成员函数定义在Reactor中，而Actor中的继承关系是：ReplyActor继承自Reactor，Actor继承自Reactor）在Reactor中，exceptionHandler成员函数的签名是：def exceptionHandler: PartialFunction[Exception, Unit]

object A extends Actor {
  def act() {
    react {
      case 'hello =>
        throw new Exception("Error!")
    }
  }

  override def exceptionHandler = {
    case e: Exception =>
      println(e.getMessage)
  }
}

正如你所看到的，exceptionHandler是一个没有参数的，且返回值是偏函数的方法，在这里它能够处理java.lang.Exception类型的异常。任何时候从actor的函数体中抛出一个异常通常都会导致actor终止运行，当抛出异常时，运行时系统会检测actor的exceptionHandler方法能否匹配到抛出的异常类型，如果能匹配到，exceptionHandler偏函数就被应用到这个异常上，调用完exceptionHandler之后，actor会正常的终止运行。

上面的代码展示了如何复写exceptionHandler方法之后让它返回一个客户化的偏函数。下面让我们使用Scala的解释shell与actor A交互看看效果：

scala> import scala.actors._
import scala.actors._

scala> object A extends Actor {
     |   def act() {
     |     react {
     |       case 'hello =>
     |         throw new Exception("Error!")
     |     }
     |   }
     | 
     |   override def exceptionHandler = {
     |     case e: Exception =>
     |       println(e.getMessage)
     |   }
     | }
defined module A

scala> A.start
res0: scala.actors.Actor = A$@65dfb0b5

scala> A ! 'hello

scala> Error!

正像我们所期望的，exceptionHandler方法运行了，因此打印出了抛出异常上附带的消息字符串："Error!"

使用exceptionHandler这种形式的异常处理与诸如loop这样的控制流组合器一同工作的非常好，组合器能被用于在处理了异常之后，恢复正常执行的actor。比如我们把actor A中act方法修改成如下形式：

object A extends Actor {
  def act() {
    var lastMsg: Option[Symbol] = None
    loopWhile(lastMsg.isEmpty || lastMsg.get != 'stop) {
      react {
        case 'hello =>
          throw new Exception("Error!")
        case any: Symbol =>
          println("your message: " + any)
          lastMsg = Some(any)
      }
    }
  }

  override def exceptionHandler = {
    case e: Exception =>
      println(e.getMessage)
  }
}

react方法的调用现在被包裹在了loopWhile中，loopWhile会测试最后收到的消息是否等于 'stop ，如果等于则终止actor。现在，如果actor收到一条 'hello 消息，它将抛出异常，这个异常将会被exceptionHandler处理，处理完毕异常之后actor不会终止运行，而是通过继续执行下一个loop迭代而恢复运行。这就意味着在处理完毕了异常之后，actor能够继续工作，继续准备接收更多的消息。

下面我们在Scala的命令行中测试一下：

scala> import scala.actors._
import scala.actors._

scala> object A extends Actor {
     |   def act() {
     |     var lastMsg: Option[Symbol] = None
     |     loopWhile(lastMsg.isEmpty || lastMsg.get != 'stop) {
     |       react {
     |         case 'hello =>
     |           throw new Exception("Error!")
     |         case any: Symbol =>
     |           println("your message: " + any)
     |           lastMsg = Some(any)
     |       }
     |     }
     |   }
     | 
     |   override def exceptionHandler = {
     |     case e: Exception =>
     |       println(e.getMessage)
     |   }
     | }
defined module A

scala> A.start
res0: scala.actors.Actor = A$@52620402

scala> A ! 'hello

scala> Error!


scala> A.getState
res2: scala.actors.Actor.State.Value = Suspended

scala> A ! 'hi
your message: 'hi

scala> A ! 'stop
your message: 'stop

scala> A.getState
res5: scala.actors.Actor.State.Value = Terminated

注意在发送了 'hello 之后，actor A最终暂停，等待下一条消息的到来。getState方法能够用来查询actor的执行状态，它会返回Actor.State类型的枚举类型，这些类型都定义在scala.actors.Actor对象中。Suspended状态表示actor已经调用了react方法，目前正在等待合适的（能匹配得上的）消息。因此，我们能够继续发送 'hi 消息和actor交互。在actor收到了 'stop 消息之后，它的loopWhile循环终止，actor也正常的终止了，因此最终actor的状态是Terminated。