장애허용 시스템은 시스템을 구성하는 부품의 일부가 결함이있을때 정상혹은 부분적으로 작동가능한 시스템이다.

예외처리방식에서 사용하는 복구방법과 어떻게 다른지? 액터의 감독자(SupervisorStrategy)기능을 통해 살펴보자

Link : 장애허용시스템

예외처리 시스템

기존 예외처리 시스템의 모습입니다. 함수는 호출을 할수록 접시처럼 쌓이게 되고 정상 호출결과 반환은

접시를 하나씩 빼내어 전달이 되기때문에 함수호출 자체는 스택구조로 볼수있습니다.

예외발생도 마찬가지로, 스택구조를 사용하여 예외발생정보가 호출역순으로 전달됩니다.

클래스B에서 예외를 잡아내는 코드가 없으면, 클래스 A로 점프합니다. -실제는 역순으로 진행됨


기존 예외처리를 사용하여, 재시도와같은 복구처리 기능을 넣으려고하면 다음과같은 어려움이 있을수 있습니다.

예외발생은 호출자에게  그 책임을 계속 떠넘기는데 있으며 예외를 처리하는 지점에는 접시가 이미 제거되어

복구를 위한 충분한정보가 없을수 있습니다. (별다른 처리가 없다면 Try에서 생성한 객체를 Catch에서 참조할수 없습니다.)

재시도를 위해 중요한 정보를 예외발생시 호출자에게 계속 전달하는것은 설계의 원칙뿐만 아니라

보안설계원칙을 어길수 있습니다.  만약 클래스 A조차 예외를 못잡아내면 재시도를 위한 중요한 정보가

최종 호출자에게 전달및 책임이 전가될수 있습니다. 


예외처리기가 에러로그를 우아하게 남기거나, 구조적으로 처리하는데는 도움이되며 여전히 중요한 개발방법중에하나입니다.

다음 링크는,예외 처리에 대한 좋은 참고자료입니다.  임도형의 예외처리 가이드 (오래전,자바가이드를 해주신 선배개발자님)


Actor 결함 허용 시스템

액터 예외처리 특징은 예외 발생시, 호출자에게 책임을 전가하지 않습니다.

액터에서 예외처리는 문제를 일으킨 아이의 부모가 책임을 지며, 부모는 아이의 생성정보를 알고 있기때문에

복구를 위한 충분한 정보가 있으며 다양한 복구 플랜을 세울수 있습니다.

부모는 결함의 심각성에 따라 3가지 복구플랜을 선택할수 있으며 그대로 두거나(Resume) , 다시 시작시작하거나(Restart), 제거합니다(Stop)

이것은 Supervisor(감독자)에의한 장애복구로 불리며 모든 부모액터는 감독자 역활을 할수 있습니다.

복구전략으로는 크게 두가지중 하나를 선택할수 있습니다.

  • OneForOne : 문제를 일으킨 아이만 복구합니다. / 하위기능은 자기자신만을 위해 존재하며,나머지에 영향이 없거나 미비합니다. 문제있는 아이만 복구플랜을 선택할수 있습니다.
  • AllForOne : 한아이를 위해 나머지가 존재합니다. / 연대 책임이며 중요한 아이가 잘못되면 전체가 작동하리란 보증을 못하기때문에  연관된 노드 모두 복구플랜을 선택할수 있습니다. 


액터 구현체

using System;
using Akka.Actor;
using Akka.Event;

namespace AkkaNetCore.Actors.Study
{
    public class Child : ReceiveActor
    {
        private int state = 0;

        private readonly ILoggingAdapter logger = Context.GetLogger();

        public Child()
        {
            ReceiveAsync<object>(async message =>
            {
                switch (message)
                {
                    case Exception ex:
                        throw ex;
                    case int x:
                        state = x;
                        break;
                    case "get":
                        Sender.Tell(state);
                        break;
                }
            });
        }
    }

    public class Supervisor : ReceiveActor
    {
        private readonly ILoggingAdapter logger = Context.GetLogger();

        public Supervisor()
        {
            ReceiveAsync<Props>(async p =>
            {
                var child = Context.ActorOf(p); // create child
                Sender.Tell(child); // send back reference to child actor
            });
        }

        protected override SupervisorStrategy SupervisorStrategy()
        {
            return new OneForOneStrategy(
                maxNrOfRetries: 10,
                withinTimeRange: TimeSpan.FromMinutes(1),
                localOnlyDecider: ex =>
                {
                    switch (ex)
                    {
                        case ArithmeticException ae:
                            return Directive.Resume;
                        case NullReferenceException nre:
                            return Directive.Restart;
                        case ArgumentException are:
                            return Directive.Stop;
                        default:
                            return Directive.Escalate;
                    }
                });
        }
    }
}


유닛테스트

using System;
using Akka.Actor;
using AkkaNetCore.Actors.Study;
using Xunit;
using Xunit.Abstractions;

namespace AkkaNetCoreTest.Actors
{
    public class SupervisorTest : TestKitXunit
    {
        IActorRef supervisor;

        public SupervisorTest(ITestOutputHelper output) : base(output)
        {
            Setup();
        }

        public void Setup()
        {            
            supervisor = Sys.ActorOf<Supervisor>("supervisor");
        }

        [Fact(DisplayName = "ArithmeticException 무시하며,NullReferenceException 재시작,나머지 예외는 중단한다.")]
        public void Test1()
        {
            supervisor.Tell(Props.Create<Child>());
            var child = ExpectMsg<IActorRef>();

            //특정상태로 셋팅 하고 확인
            child.Tell(42); // set state to 42
            child.Tell("get");
            ExpectMsg(42);
            
            child.Tell(new ArithmeticException());      // Directive.Resume
            child.Tell("get");
            ExpectMsg(42);

            //재시작 되었기때문에,Child의 상태값이 0이되었다.
            child.Tell(new NullReferenceException());   //Directive.Restart
            child.Tell("get");
            ExpectMsg(0);

            //Watch를 하면 액터 종료메시지를 받을수 있다.(아카 모니터링기능)
            Watch(child);
            child.Tell(new ArgumentException());        //Directive.Stop
            var message1 = ExpectMsg<Terminated>();
            Assert.Equal(message1.ActorRef,child);

            supervisor.Tell(Props.Create<Child>()); // create new child
            var child2 = ExpectMsg<IActorRef>();
            Watch(child2);
            child2.Tell("get"); // verify it is alive
            ExpectMsg(0);

            child2.Tell(new Exception("CRASH"));
            var message2 = ExpectMsg<Terminated>();            
            Assert.Equal(message2.ActorRef, child2);
            Assert.Equal(true, message2.ExistenceConfirmed);
        }
    }
}
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