libcppa – An actor library for C++ with transparent and extensible group semantic

Abstract

Eine effiziente Nutzung paralleler Hardware setzt eine nebenläufige Ausführbarkeit von Programmen zwingend voraus. Nebenläufige Software mit Hardware-nahen Primitiven wie Threads und Mutexen zu implementieren ist komplex und fehleranfällig. Das Aktormodell ersetzt solche Kommunikation, die von Shared Memory Segmenten manipuliert durch explizite, nachrichtenbasierte Kommunikation. Dabei eignet es sich sowohl zur Implementierung nebenläufiger, als auch verteilter Software. Eine leichtgewichtige Aktormodell- Implementierung, die alle Aktoren in einem ausreichend dimensionierten Thread-Pool ausführt, kann dabei deutlich effizienter sein als eine äquivalente, Thread-basierte Anwendungen. Wir präsentieren in dieser Arbeit libcppa, eine Aktormodell-Implentierung für C++, die das Aktormodell um eine Semantik für Publish/Subscribe orientierte Gruppenkommunikation erweitert und damit die Entwicklung nebenläufiger und verteilter Anwendungen auf einem hohen Abstraktionslevel unterstützt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Skalierungsverhalte

Parallel hardware makes concurrency mandatory for efficient program execution. However, writing concurrent software is challenging, especially with low-level synchronization primitives such as threads and locks in shared memory environments. The actor model replaces implicit communication by sharing with an explicit message passing mechanism. It applies to concurrency as well as distribution, and a lightweight actor model implementation that schedules all actors in a properly pre-dimensioned thread pool can outperform equivalent thread-based approaches. We build libcppa, an actor library with modular support for group semantics that is compliant to the new C++ standard. By adding a publish/subscribe oriented group communication to the actor model, we support the development of scalable and efficient concurrent as well as distributed systems at a very high level of abstraction. Results indicate that libcppa competes mature implementations of the actor model.