1 说在前面的话
Theron是近些年发展起来的一个非常不错的C++并发编程框架，最近有详细阅读Theron的相关资料，发现它思想非常有条理，结构很明朗，非常适合项目开发。其实Theron国内研究还是非常少的，目前还没有看到什么公开项目使用该框架。但是这并不代表Theron不够优秀，一件新鲜事物要被众人接受自然需要经受一段时间的考验，所以我觉得自己应该尽一点微薄之力来当一名小小的传播者。当然，这点抬手之举相比较原作者的贡献简直不值得一提，看了所有Theron官网上开源的资料与源码，你就会感叹为何有这么详细的解释与示例，这不正是传说中注释比源代码还要长的开源库吗？！作者的耐心与努力值得我们每一个人竖起大拇指。
此外，我也需要点明，你只要有一些C/C++经验直接阅读Theron官网的资料也一定能有很多收获。所以我后面所有的博文也仅仅是起一个翻译与自己见解介绍的作用，如果你有什么困惑的地方，那你不妨直接去Theron官网查找相应估计会有更好的理解。好了，废话不多说，让我们进入正题吧。
2 Theron是什么
图1 线程运行图
近些年来，多线程开发与分布式开发受到越来越多人的关注。但是有过多线程开发与调试的人都知道，它的复杂性，调试难，易出错，内存共享，消息同步足以令每个开发者望而生畏，每写一条语句都想放弃查实其他开发方案。如图1所示，一个线程在多线程系统中运行的状态是要考虑很多方面的，现实开发中的复杂度更是超乎我们的想象。
当然，共享内存的多线程开发中锁机制的引入，一定程度上能够保证线程同步，逻辑一致性。但是锁机制带来的资源消耗，效率低下问题，甚至有时候带来死锁等等一系列问题，不但没有得到想要的，而且还失去更多。
图2前两行图展示了锁带来堵塞的问题，每个时刻只能允许一个线程工作（解锁的钥匙每次只有一个人能拿到），如同只能允许一个人蹲马桶一样，后面的人必须排队，所以效率可想而知是很低的。
图2 共享内存的多线程锁机制的比喻
而图2第三行展示了Theron框架基于Actor模型的工作机制，它们通过消息通信来多线程工作。那Actor模型这种消息通信的工作机制到底是怎样的呢？它的优势在哪里？这一篇博文我将主要围绕Actor模型来叩开Theron框架的大门。
３ Actor模型
３.1 介绍
Theron框架是一个基于Actor模型的并发编程的C++库。而Actor模型使得Theron框架可以直接有效的创建并行分布式的应用。Theron框架提供了很多轻量便携的函数接口API，可以使用在Linux，Windows，Mac，ARM和Matlab环境。
我们知道面向对象编程中使用的是Object模型，宣扬一切皆是对象，数据+行为=对象。而Actor模型则认为一切皆是Actor，Actor模型内部的状态由自己的行为维护，外部线程不能直接调用对象的行为，必须通过消息才能激发行为，也就是使用消息传递机制来代替Object模型的成员方法的调用，这样就保证Actor内部数据只能被自己修改。Actor模型=数据+行为+消息。
但是C++是一种面向对象的语言，所以最终还是通过类来封装这种actor的机制，多线程的实现也是依靠内存共享的多线程机制设计的，只不过这些事情Theron源码已经帮我们完成了，我们直接使用它给出的类接口即可。Theron框架的多线程基础支持pthreads，Windows threads，boost::thread和C++11 threads四种传统类型来构建。多说一嘴，因为Theron框架在C++中说到底还是通过类封装实现Actor模型的，自然我们直接通过类对象调用类中方法数据。但是为了保证Theron框架生态的完整性，并且真正体现actor模型的优越性，我们还是不要如此为好。
基于Object模型与Actor模型区别如图3所示。
（a）
（b）
图3 基于Object机制与基于Actor机制的比较
从图中可以看到，类A的对象成员方法调用类B的对象成员方法需要经过A::call调用B::called方法，然后等待B::called方法执行完成并且返回响应，最后A::call继续上次调用的地方后面执行下去。而在Actor模型中，Actor A先发送消息给Actor B，然后即刻就返回继续执行下面的程序，而Actor B中收到消息被唤醒和Actor A并行执行下去。
至此，Actor模型就可以看出这种消息机制的线程调用最大好处是非阻塞的，多个线程可以同时并发进行，无需等待被调用方法执行完成返回消息的响应。当然，看到此处大家或许跟我一样有一点困惑的地方，即万一我们后面的程序需要立即使用它返回的响应消息怎么办呢？其实这也算Actor存在的一点不足之处，需要我们在设计多线程前考虑你的程序到底适不适合这种机制，后面我们会再详细描述。
３.2 Actor模型与共享内存模型不同点
Actor这种独立并发的模型，与另一种共享内存模型完全相反。Actor之间通过消息传递方式进行合作，相互线程独立。随着多核时代和分布式系统的到来，共享内存模型其实不适合开发的。我们以酒店厨房做菜为例，如图4所示。
图4 Actor模型与共享内存模型的比喻图示
①、单线程编程，如图4(a)——犹如酒店只有一个厨师员工（一个线程），所有菜按点菜顺序与工序完成到底就行；
②、共享内存的多线程编程，如图4(b)——犹如酒店厨房是由洗菜工，刀工，掌勺，服务员等（每个人是一个线程），他们之间的确能通过合作能比一个厨师完成所有工序要快。我们需要考虑的是菜相当于是他们共享的资源，每次只能一个人在对其做处理，虽然有多道菜品，但是总会在穿插间存在等待。
③、Actor模型的多线程编程，如图4(c)——犹如酒店有多个厨师，分别是川菜师傅，鲁菜师傅，徽菜师傅等等，他们只要接到客人点菜的需求，整个人独自完成相对应菜系的工序，之间不管对方师傅要干嘛，如此多线程工作就大大增加了效率，并且不存在互相等待资源的情况，做好了自己发消息给服务员端菜即可。
这样我们就可以看出Actor模型异步消息传递来触发程序并行执行，虽然不如直接调用来的直接而方便，但是它可以让大量消息真正意义上同步执行。同时消息让Actor之间解耦，消息发出去之后执行成功与否，耗时多少等等只要没有消息传递回来，一切都不在与发送方有任何关联。这样也保证了，我们不需要在共享环境中与同步锁，互斥体等常用基础多线程元素打交道。
３.3 Actor模型的优缺点
优点没什么再需要阐述的了，上面已经介绍的很详细，下面我们来看看它到底存在什么缺点，了解缺点对我们什么时候使用Actor模型有很大的规划作用。
①、每个Actor虽然是独立运行的，但是一旦同时接收到多个消息，一次也仅能处理一条消息，也就是按消息队列处理；
②、Actor间异步执行，通过消息的传递实现协同。所以一个Actor内部出现执行错误很可能造成整个程序的错误——比如一个或多个其他Actors可能一直等待它反馈的消息。所以我们一定需要好好的处理Actors的例外事件，并且有容错机制及时反馈错误信息给其他等待中的Actors；
③、Actor模型也存在死锁问题，也有可能遇到它们之间互相等待消息，所以可以使用超时设定的功能打破这个死锁情况；
④、从上面的阐述我们也能窥探一二，并不是所有的应用开发都很好适合Actor模型。当且仅当我们可以将问题分为多个小模块，并且它们各自是独立运行的，仅个别地方需要交流。如果多线程间需要频繁互动，存在交叉的环境，其实Actor模型的效率优势也就不复存在了，也就失去了其消息调用并行执行的必要性。
4 小结
这篇博文主要还是开个Theron框架的开头，主要介绍Theron框架的基石Actor模型，至于Theron框架的使用，函数接口，各种小示例我也会在今后抽空一一介绍。Actor并发模型实际上在很多语言上已经有使用，但是此次Theron框架将其封装到C++开发上，真正给我们C++程序开发带来了很大的便利。
以上是个人学习记录，由于能力和时间有限，如果有错误望读者纠正，谢谢！
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参考文献：
Theron框架官网http://www.theron-library.com/
为什么Actor模型是高并发事务的终极解决方案？http://www.jdon.com/45728
Actor模型的优缺点http://blog.chinaunix.net/uid-21712186-id-5000328.html
详解Theron通过Actor模型解决C++并发编程的一种思维http://www.mahaixiang.cn/bcyy/954.html
