Apresentação sobre Microsoft Orleans e Actor Model no TDC SP 2019, na trilha .NET.

1. Uma Introdução ao
Actor Model com
Microsoft Orleans
2019 – Trilha .NET

2. Agenda
Microsoft Orleans e o Actor Model2
Introdução1
Arquitetura stateful3
Código e Demo4

3. Quem sou eu?
Fabio Gouw
Arquiteto de Soluções @ Itaú
@fabiogouw
fabiogouw
http://www.fabiogouw.com

4. Introdução

5. Introdução | Um pouco de estatística...
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2007
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2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
1 milhão
de logins
29 milhões
de mensagens
188 milhões
de e-mails
3,8 milhões
de buscas
% de usuários de internet / população do mundo
Em um minuto...

6. Orientado a
Mensagens
Elástico Resiliente
Responsivo
https://www.reactivemanifesto.org/
Introdução | Sistemas Reativos

7. Introdução | Exemplos de Aplicações

8. Microsoft Orleans

9. Orleans | Framework e história
2014
Preview público
2017
Versão 2.0 com suporte a
.NET Core
2010
Projeto iniciado no
Microsoft Research
2015
Open source (MIT)
1973
Actor Model: Artigo de Carl Hewitt,
Peter Bishop e Richard Steiger
Framework para criação de aplicações distribuídas baseado no Actor Model, voltado
para cloud, em cenários stateful e near real-time.

10. Actor Model | Conceitos
Modelo conceitual de processamento concorrente que trata atores como sua primitiva
de computação.
Atores...
• representam conceitos da vida real
• possuem identidade única
• se comunicam através de
mensagens

11. Possui uma fila própria
para armazenar
mensagens a processar
(mailbox)
Cada ator possui seu
próprio estado interno
Recebe as mensagens de
forma assíncrona
Envia mensagens para
outros atores
Processamento é feito de
forma single-threaded,
mensagem a mensagem
Actor Model | Conceitos

12. Thread 2
Thread 1
Shared State (memória)
Tempo
Actor Model | Controle de Concorrência
Tempo
com uso de locks orientado a mensagens

13. Orleans | Ativação Transparente
Persistido
Ativando Desativando
Ativo na
memória
Virtual Actor → Grains
Host de Grains → Silos

14. Arquitetura com o Microsoft
Orleans

15. Orleans | Arquitetura
Frontend StorageStateful middle tier

16. Orleans | Arquitetura
StorageStateful middle tierFrontend
Location transparency!

17. Orleans | Arquitetura
StorageStateful middle tierFrontend

18. Orleans | Arquitetura
StorageStateful middle tierFrontend

19. Exemplo de Código

20. Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Componentes e Classes
Microsoft.Orleans.Core.Abstractions
Microsoft.Orleans.OrleansCodeGenerator.Build
Microsoft.Orleans.Client
Microsoft.Orleans.Clustering.AdoNet
Microsoft.Orleans.Server
Microsoft.Orleans.OrleansSQLUtils
OrleansDashboard
Microsoft.Orleans.Core.Abstractions
Microsoft.Orleans.OrleansCodeGenerator.Build

21. public interface IDevice : IGrainWithIntegerKey
{
Task SetTemperature(double temperature);
Task<double> GetTemperature();
}Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Interface – contrato único

22. [StorageProvider(ProviderName="Devices")]
public class DeviceGrain : Grain<DeviceState>, IDevice
{
public Task<double> GetTemperature()
{
return Task.FromResult(State.LastTemperature);
}
public async Task SetTemperature(double temperature)
{
State.LastTemperature = temperature;
await WriteStateAsync();
}
}
public class DeviceState
{
public double LastTemperature {get;set;}
}
Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Implementação do ator (grain)

23. public static int Main(string[] args)
{
...
var builder = new SiloHostBuilder()
.Configure<ClusterOptions>(options => {
options.ClusterId = "dev";
options.ServiceId = "OrleansDemo";
})
.UseAdoNetClustering(options => {
options.Invariant = "System.Data.SqlClient";
options.ConnectionString = ...
})
.AddAdoNetGrainStorage("Devices", options=> {
options.Invariant = "System.Data.SqlClient";
options.ConnectionString = ...
})
.ConfigureEndpoints(siloPort: 11111, gatewayPort: 30000)
.UseDashboard(_ => { })
.ConfigureApplicationParts(parts => parts.AddFromApplicationBaseDirectory())
.ConfigureLogging(logging => logging.AddConsole());
var host = builder.Build();
await host.StartAsync();
}
Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Host dos atores (server)

24. // Startup.cs
IClusterClient client = new ClientBuilder()
.Configure<ClusterOptions>(options =>
{
options.ClusterId = "dev";
options.ServiceId = "OrleansDemo";
})
.UseAdoNetClustering(options =>
{
options.Invariant = "System.Data.SqlClient";
options.ConnectionString = ...
})
.ConfigureLogging(logging => logging.AddConsole())
.Build();
await client.Connect();
...
services.AddSingleton(client);
Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Configuração do client

25. [Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class DeviceController : ControllerBase {
private readonly IClusterClient _client;
public DeviceController(IClusterClient client) {
_client = client;
}
// GET api/device/5
[HttpGet("{deviceId}")]
public async Task<double> Get(int deviceId) {
var device = _client.GetGrain<IDevice>(deviceId);
return await device.GetTemperature();
}
// PUT api/device/5
[HttpPut("{deviceId}")]
public async Task Put(int deviceId, [FromForm] string value) {
var device = _client.GetGrain<IDevice>(deviceId);
await device.SetTemperature(double.Parse(value));
}
}
Silo Host
Grains
ContractsWeb Api
<<interface>>
IDevice
DeviceGrain DeviceState
Program
Startup
Device
Controller
Exemplo | Web API de consumo

26. Live Demo

27. https://youtu.be/Q-JkcgoqjBo

28. Conclusão | Para saber mais
• Exemplo https://github.com/fabiogouw/OrleansDemo
• Documentação do Microsoft Orleans
https://dotnet.github.io/orleans/
• Vídeo Building the Halo 4 Services with Orleans - Caitie McCaffrey
https://www.infoq.com/presentations/halo-4-orleans/
• Livro Reactive Messaging Patterns with the Actor Model:
Applications and Integration in Scala and Akka - Vaughn Vernon
• Post Design Techniques for Building Stateful, Cloud-Native
Applications – Hugh McKee
https://www.lightbend.com/blog/design-techniques-stateful-
cloud-native-applications-resilience-recoverability-scalability

29. Obrigado!
@fabiogouwfabiogouw http://www.fabiogouw.com