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- 1. Real World Android Akka
- 2. Who am I? 麻植泰輔 / Taisuke Oe Twitter: @OE_uia GitHub: taisukeoe 会社 - BONX INC. でAndroidアプリ書いたりスノー ボードするお仕事 - ScalaMatsuri座長 / Japan Scala Association, Inc.常務理事 個人 - Scalaを教える仕事しています
- 6. 本日のお話 ◉ Akka ○ メッセージ駆動 ○ Actorの実行モデル ○ Actorのヒエラルキー ◉ BONX ○ BONXとは? ○ BONX VoIPクライアントの要求仕様 ◉ Android Akkaの注意点 ○ Dispatcher, Mailboxの実装など ◉ Scala Androidってどうなの？
- 7. Akka?
- 8. Akka ◉ メッセージ駆動で並行/分散処理するtoolkit ◉ Lightbend CTO Jonas Bonér氏が作者 ◉ 名前の由来はスイスの先住民の神様 ◉ スイスのLaponiaという山がAkka神のシンボル
- 13. メッセージ駆動 あとはたのむ 今からやるお Actorは他のActorについては、メッセージの送信先と受け取れるメッセージ の種類についてのみ知っておけばよいため、Actor同士を疎結合にしやす い
- 24. Akkaについて - まとめ ◉ Actorがメッセージを送り合うことでシステムを構成 ◉ 1つのActorは同時に1メッセージを1スレッドで逐次処 理するため、状態管理が楽 ◉ 実行モデル ○ Dispatcher … Thread(pool)の保持と、ActorへのThread貸 出 ○ Mailbox … Actorに送られたメッセージ置き場 ◉ ActorのヒエラルキーとSupervisorStrategyの実装を 適切に設定することで、障害からの回復力をもつ
- 25. The Way We Talk BONX
- 26. BONXとは？ 野外の激しい運動中でも 複数の仲間とスムーズに コミュニケーションとれるVoIPサービス VoIP = Voice over Internet Protocol
- 28. Requirement specification in BONX VoIP client BONX VoIPクライアントの要求仕様
- 29. BONX VoIPクライアントの要求仕様 ◉ 状態管理を伴う並行プログラミング ◉ (それなりに)低遅延 ◉ 障害からの回復力
- 30. VoIPは音声ストリーム処理 ソケット通信録音 音量調整 発話検知 エンコード デコード再生
- 31. 音声ストリーム処理: 並行プログラミング ◉ １フレームの処理が終わる前に、次のフレームの音声デー タが送られてくる ◉ 必然的に並行プログラミングすることになる ◉ しかしエンコーダー・デコーダーなどのモジュールは、多く の場合Threadセーフではない Actorモデル向き
- 32. 低遅延 ◉ 合計の遅延：大きくなりすぎると、(特に顔が見えていると き)通話中に違和感 ◉ 個々の遅延：フレーム間の遅延が大きくなりすぎると、「ブ ツッ」という音の途切れの原因 Dispatcher, Mailboxのカスタマイズ性は必要十分
- 33. 障害からの回復力 ◉ クライアントアプリとしては長時間(~8時間)の連続使用を想 定 ◉ 使用中、録音/再生のハードウェア I/Oなど一部のモ ジュールに問題が発生するケースがある ◉ 何かの状態がおかしい場合は、関連するモジュール含め て、自動で再初期化が必要 AkkaのActorヒエラルキーを適切に設定しておくと、モジュール 群を自動で再初期化することで障害から回復できる
- 34. Pitfalls in Android Akka Android Akkaの注意点
- 35. Android Akkaの注意点 ◉ Akka version ◉ Proguard設定 ◉ Dispatcherの罠 ◉ Mailboxのサイズ
- 36. Akka version ◉ AndroidはJava6/7相当の環境 ◉ Akka 2.14系はJava8要求 => Akka 2.13系を使う
- 37. Proguard ● Akkaはapplication.confやPropsを基に、リフレクションで Actorなどをインスタンス化 ● Proguardは使用されていないクラス、メソッドをバイトコード から抜くpost-processingツール ● Proguardはリフレクションを理解しない ● Android ScalaにおけるNoSuchMethodErrorの発生原因 の殆どはProguard起因 => proguard.cfgに随時指定 参考: Macroid | Akka Integration
- 38. Dispatcherの罠 application.confのparallerism-factorは、(min~maxの範囲 で)availableProcessorsに乗じた数のThreadPoolを作る akka.dispatch.ThreadPoolConfig object ThreadPoolConfig { /* … */ def scaledPoolSize(floor: Int, multiplier: Double, ceiling: Int): Int = math.min(math.max((Runtime.getRuntime.availableProcessors * multiplier).ceil.toInt, floor), ceiling) /* … */ }
- 39. AndroidのavailableProcessors Androidの場合、電力消費を抑えるため、高クロックと低クロックのコア から構成されているヘテロCPUが主流。そのため、一度に全てのCPUコ アがonlineにならない端末が多い。 しかしRuntime#availableProcessorsは常に全合計コア数を返す。この 数字をそのまま使うと、Thread数がコア数に対して多くなりすぎてパ フォーマンスが低下することがある /sys/devices/system/cpu/online では 1-5,6 のようにオンライン状態の CPUのindexをチェックできる (参考:Linux kernel related to hotplug a CPU)
- 40. カスタムDispatcher akka.dispatcher.ExecutorServiceConfiguratorを継承 したクラスのFQCN(フル修飾名)をapplication.confに指定 可能 my-dispatcher { type = Dispatcher executor = "com.taisukeoe.MyExecutorConfigurator" fork-join-executor { parallerism-min = 8 parallerism-factor = 2 parallerism-max = 16 } }
- 41. カスタム ExecutorServiceConfigurator class MyExecutorConfigurator(config: Config, prerequisites: DispatcherPrerequisites) extends ExecutorServiceConfigurator(config, prerequisites) { final def createExecutorServiceFactory(id: String, threadFactory: ThreadFactory): ExecutorServiceFactory = { val c = config.getConfig("fork-join-executor") new ForkJoinExecutorServiceFactory( threadFactory.asInstanceOf[ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory], CPUConfig.scaledPoolSize( c.getInt("parallelism-min"), c.getDouble("parallelism-factor"), c.getInt("parallelism-max")), true) } }
- 42. OnlineのCPUコア数を取得 object CPUConfig { private lazy val rangeRegex = "([0-9]+)-([0-9]+)".r def onlineProcessors: Option[Int] = Try { val reader = new BufferedReader(new FileReader("/sys/devices/system/cpu/online")) val num = Iterator.continually(reader.readLine()).takeWhile(_ != null).toSeq.headOption map { cpu:String => cpu.split(",").map { case rangeRegex(from, to) => to.toInt - from.toInt + 1 case num => 1 }.sum reader.close() num }}.toOption.flatten def scaledPoolSize(floor: Int, multiplier: Double, ceiling: Int): Int = math.min(math.max(onlineProcessors.getOrElse(Runtime.getRuntime.availableProcessors) * multiplier).ceil.toInt, floor), ceiling) }
- 43. Mailboxのサイズ ◉ Androidは(増えてきたとはいえ)基本的には低メモリ環境 ◉ 1 VM ~ 数百MB RAM ◉ サイズ制限のないMessageBoxだとOutOfMemoryErrorのおそれ ◉ できるだけ有限サイズのMailbox (BoundedMailbox) を使う方が 良い ◉ それで必要要件をみたさないときは、カスタムMailboxを作るべき 参考: Mailboxes -- Akka my-mailbox { mailbox-type = "com.taisukeoe.MyMailBox" }
- 44. Android Scala Pros & Cons ScalaでAndroidってどうなの?
- 45. ScalaでAndroidってどうなの？ ◉ ScalaとAndroid両方に詳しい人がチームに1人いたら選択肢として アリ。チーム2人目以降は、どちらかについて詳しければ、教育可能 ◉ sbt-androidが(クセはあるけど)とても優秀。組み合わせると便利な sbt pluginも色々 ◉ 今回のケースではScala + Akka + Androidのメリットが存分に活き た ○ 常時1~2人分の工数の少人数チームで新規機能開発&メンテ ○ 必要な低遅延/スループットなどのパフォーマンスを達成しつ つ、モジュールの疎結合化、コードの抽象化に(それなりに)成
- 46. ScalaでAndroidってどうなの？ ◉ 万人にオススメはしない ◉ ScalaとAndroid両方の知識がそれなりに必要 ◉ ビルドが長い (Proguardのせい) ◉ Googleのサポート外 ○ Scala2.12 & Java8対応? ■ Jack & JillがJava8対象 ○ Jack & Jill対応？ ■ sbt-androidにPullReqは一応....
- 47. まとめ ◉ Akkaはメッセージ駆動で並行/分散処理を便利に行える toolkit ◉ Androidでも幾つかのポイントに注意すれば、Akkaは十分 実用的である。 ◉ VoIPアプリの音声ストリーム処理など、AndroidでもActor モデルが非常に有用となるケースがある
- 48. We’re hiring! ◉ VoIPクライアントアプリに興味がある人 ◉ Android Scalaを触ってみたい人 ◉ Akkaのチューニングをゴリゴリしたい人 ◉ スノボ、サイクリング 等々が好きな人 お気軽に @OE_uia までメッセください