Actor模型通过独立实体间的消息传递实现并发，每个Actor拥有私有状态、邮箱和行为逻辑，C++中可利用std::thread与线程安全队列模拟，如CounterActor示例所示，通过消息触发状态变更，避免共享内存，确保线程安全，虽无原生支持但能高效构建高并发系统。
Actor模型是一种处理并发计算的数学模型，每个Actor是独立的实体，通过消息传递进行通信，不共享状态。在C++中实现Actor模型，虽然不像Erlang或Akka那样原生支持，但借助现代C++（C++11及以上）的多线程和异步机制，完全可以构建出高效、安全的高并发Actor系统。
Actor模型核心思想
每个Actor拥有：
消息通过异步方式发送，Actor逐个处理邮箱中的消息，避免竞态条件。
使用std::thread与消息队列实现Actor
最基础的方式是为每个Actor分配一个线程或共享线程池，配合线程安全的消息队列。
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// 简单的消息基类
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct Message {
virtual ~Message() = default;
};
// 线程安全的消息队列
template
class ThreadSafeQueue {
private:
mutable std::mutex mtx;
std::queue
public:
void push(T msg) {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
data_queue.push(std::move(msg));
}
bool try_pop(T& value) {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
if (data_queue.empty()) return false;
value = std::move(data_queue.front());
data_queue.pop();
return true;
}
bool empty() const {
std::lock_guard<:mutex> lock(mtx);
return data_queue.empty();
}
};
定义Actor基类与行为
Actor运行在一个独立的上下文中，循环从邮箱取消息并处理。
class Actor {
public:
using MessagePtr = std::shared_ptr
virtual ~Actor() { stop(); }
void start() {
running = true;
thread = std::thread([this] { run(); });
}
void stop() {
running = false;
if (thread.joinable()) thread.join();
}
void send(MessagePtr msg) {
mailbox.push(std::move(msg));
}
protected:
virtual void onMessage(const MessagePtr& msg) = 0;
private:
void run() {
while (running) {
MessagePtr msg;
if (mailbox.try_pop(msg)) {
if (msg) onMessage(msg);
} else {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::nanoseconds(10));
}
}
}
ThreadSafeQueue
std::thread thread;
std::atomic
};
实现具体Actor示例
比如一个计数Actor，接收增加指令并打印当前值。
struct IncrementMsg : Message {
int delta;
IncrementMsg(int d) : delta(d) {}
};
class CounterActor : public Actor {
private:
int count = 0;
protected:
void onMessage(const MessagePtr& msg) override {
if (auto inc = dynamic_cast
count += inc->delta;
printf("Count is now: %d\n", count);
}
}
};
int main() {
CounterActor counter;
counter.start();
counter.send(std::make_shared
counter.send(std::make_shared
counter.send(std::make_shared
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 等待处理
return 0;
}
基本上就这些。这个简单框架展示了Actor模型的核心：封装状态、消息驱动、异步通信。实际生产中可进一步优化，如使用无锁队列、Actor池、调度器分离等。C++虽无原生Actor支持，但凭借其灵活性和性能优势，完全能构建出媲美Erlang的高并发Actor系统。
