[Concurrency] 액터(Actor) 모델

#동시성

Actor 모델은 동시성 프로그래밍에서 동기화 문제를 효율적으로 해결하기 위한 방법론 중 하나다.

1973년에 Carl Hewitt이란 사람에 의해서 제안되었다.

기존의 방법

기존 시스템에서 동시성을 구현하면, 보통 스레드 쭉 여러개 돌려놓고 공유자원에는 Lock을 거는 식으로 진행한다.

여기에는 여러가지 애로사항이 있는데,
우선 Lock은 꽤나 비싸고 비효율적인 동작이다. 비용도 비용이고, 락으로 블럭된 스레드에서 의미있는 뭔가를 할수도 없다는 점이 낭비다.
게다가 데드락같은 문제도 신경을 써야한다.

뿐만 아니라 스레드 내에서 발생한 오류의 처리같은것도 꽤나 난해한 문제가 된다.

그래서 액터모델은 저런 복잡성이나 난해함을 개선하고자 고안된 구조다.

이건 원래 스레드로 구분되던 태스크들을, 각각 Actor라는 단위로 추상화한다.

그리고 Actor는 각각의 고유한 상태값들을 가지며, Mailbox라는 일종의 FIFO Queue를 통해 데이터를 공유한다. 그림으로 표현하면 이렇다.

여기서 중요한건 공유자원을 따로 두는게 아니라, 값을 서로 넘겨주고 받는 식으로 "통신"을 한다는 것이다.
예를 들어 Actor A가 특정 정보가 필요하다면, 그걸 갖고있는 Actor B의 MailBox에 메세지를 보내서 정보를 가져오는 식이다.

패러다임부터 바뀌니까 좀 낯설 수는 있는데,
이를 통해 Lock 없이 데이터의 공유를 달성하고, 프로그램의 구조를 단순하게 유지할 수 있다는 장점이 있다.

actor의 구현 세부사항은 명확하지는 않다.
각 actor들은 단일 프로그램에서 각각의 스레드 단위로 분리돼서 채널을 통해 통신을 할 수도 있고, 각각의 단일프로세스로 정의돼서 프로세스간 통신을 할 수도 있다.

가장 중요한 핵심 논리는 "메세지"라는 단방향 통신수단을 사용해서만 actor 간의 상호작용이 가능해야 한다는 것이다.

가장 대표적이고 성공적인 actor의 구현례를 든다면, Erlang이 나온다. Erlang VM은 특이하게도 모든 프로세스를 actor로 띄워서 굴리는 방식을 취한다.
이를 통해 꽤나 안정적인 동시성 경험을 제공한다.

이외에도 Rust의 actix, 자바의 akka 등이 있다.