10. Modelo de atores e passagem de mensagens

Este capítulo nasce das 30 questões publicadas sobre Modelo de atores e passagem de mensagens. A leitura do acervo revelou 30 núcleos de conhecimento, aqui reorganizados como uma explicação progressiva: primeiro o vocabulário e o modelo mental, depois os mecanismos, as decisões de implementação, os limites e a forma de verificar o comportamento do sistema.

Com modelos e componentes definidos, estudamos tarefas que avançam no tempo e disputam recursos. Ordem, estado compartilhado, sincronização, cancelamento e falhas precisam ser analisados em conjunto. Este é o capítulo 10 de 20 da disciplina Programação Assíncrona e Concorrência. Ele retoma Padrões produtor-consumidor e filas e utiliza essa base para avançar. Na sequência, estudaremos Callbacks e continuation-passing.

O fio condutor

O desenvolvimento de software começa com um problema e avança por decisões que precisam permanecer compreensíveis e verificáveis. Requisitos orientam modelos; modelos orientam código e arquitetura; testes verificam comportamento; e a operação devolve informações para o próximo ciclo. Uma falha importante no início tende a se espalhar pelas etapas seguintes.

Neste capítulo, use Modelo de atores e passagem de mensagens para acompanhar quatro perguntas: qual problema precisa ser resolvido, como o mecanismo funciona, que consequências a escolha produz e como o resultado será verificado. Essa sequência transforma termos técnicos em decisões que podem ser explicadas e testadas.

Parte 1 — Fundamentos e vocabulário

Começamos por Parte 1 — Fundamentos e vocabulário, pois essa base organiza os conceitos e exemplos que aparecerão no restante do capítulo.

Esses três elementos formam a abstração básica de um ator: o estado encapsulado, a fila

O ponto de partida é estabelecer o significado do conceito e o problema que ele procura organizar. Esses três elementos formam a abstração básica de um ator: o estado encapsulado, a fila de entrada e a lógica de reação. O comportamento pode consultar ou alterar apenas o estado privado do próprio ator ao tratar uma mensagem. A mailbox desacopla temporalmente remetente e destinatário, pois o envio não exige que ambos executem ao mesmo tempo. Essa composição distingue o ator de uma função sem estado e de uma simples fila de tarefas. A regra ganha sentido quando suas consequências orientam a implementação.

Para aplicar Esses três elementos formam a abstração básica de um ator: o estado encapsulado, a fila, acompanhe a execução desde a entrada até a saída e anote pré-condições, mudança de estado, custo e falhas possíveis. Assim o conceito deixa de ser um rótulo e passa a orientar decisões.

Use como teste da compreensão: No modelo de atores, cada ator combina estado privado, uma mailbox que recebe mensagens e um comportamento que determina como reagir a cada mensagem. Depois verifique a afirmação com execução controlada, teste automatizado, análise do contrato, medição ou documentação da versão correspondente. A evidência deve reproduzir a propriedade afirmada, inclusive nos casos de erro e de fronteira.

Execução sequencial dos handlers de um mesmo ator impede que duas mensagens alterem

A partir dessa distinção, o próximo elemento completa o fluxo. A execução sequencial dos handlers de um mesmo ator impede que duas mensagens alterem simultaneamente o estado encapsulado. Assim, invariantes locais podem ser mantidas sem mutex em torno de cada campo do ator. A garantia não serializa atores diferentes, que continuam podendo executar concorrentemente. Tampouco protege bancos, arquivos ou outros recursos externos compartilhados pelo sistema. Observe como definição, mecanismo e efeito permanecem ligados.