1. 引言

是的，Orleans v3.0.0 已经发布了，并已经完全支持 .NET Core 3.0。所以，Orleans 系列是时候继续了，抱歉，让大家久等了。万丈高楼平地起，这一节我们就先来了解下Orleans的基本使用。

2. 模板项目讲解

在上一篇文章中，我们了解到Orleans 作为.NET 分布式框架，其主要包括三个部分：Client、Grains、Silo Host（Server）。因此，为了方便讲解，创建如下的项目结构进行演示：

这里有几点需要说明：

1. Orleans.Grains：类库项目，用于定义Grain的接口以及实现，需要引用 Microsoft.Orleans.CodeGenerator.MSBuild和 Microsoft.Orleans.Core.Abstractions NuGet包。

2. Orleans.Server：控制台项目，为 Silo 宿主提供宿主环境，需要引用 Microsoft.Orleans.Server 和 Microsoft.Extensions.Hosting NuGet包，以及 Orleans.Grains 项目。

3. Orleans.Client：控制台项目，用于演示如何借助Orleans Client建立与Orleans Server的连接，需要引用 Microsoft.Orleans.Client 和 Microsoft.Extensions.Hosting NuGet包，同时添加 Orleans.Grains项目引用。

3. 第一个Grain

Grain作为Orleans的第一公民，以及Virtual Actor的实际代言人，想吃透Orleans，那Grain就是第一道坎。先看一个简单的Demo，我们来模拟统计网站的实时在线用户。在 Orleans.Grains添加 ISessionControl接口，主要用户登录状态的管理。

public interface ISessionControlGrain : IGrainWithStringKey	
{	Task Login(string userId);	Task Logout(string userId);	Task<int> GetActiveUserCount();	
}

可以看见Grain的定义很简单，只需要指定继承自IGrain的接口就好。这里面继承自 IGrainWithStringKey，说明该Grain 的Identity Key(身份标识)为 string类型。同时需要注意的是Grain 的方法申明，返回值必须是：Task、Task、ValueTask。紧接着定义 SessionControlGrain来实现 ISessionControlGrain接口。

public class SessionControlGrain : Grain, ISessionControlGrain	
{	private List<string> LoginUsers { get; set; } = new List<string>();	public Task Login(string userId)	{	//获取当前Grain的身份标识(因为ISessionControlGrain身份标识为string类型，GetPrimaryKeyString());	var appName = this.GetPrimaryKeyString();	LoginUsers.Add(userId);	Console.WriteLine($"Current active users count of {appName} is {LoginUsers.Count}");	return Task.CompletedTask;	}	public Task Logout(string userId)	{	//获取当前Grain的身份标识	var appName = this.GetPrimaryKey();	LoginUsers.Remove(userId);	Console.WriteLine($"Current active users count of {appName} is {LoginUsers.Count}");	return Task.CompletedTask;	}	public Task<int> GetActiveUserCount()	{	return Task.FromResult(LoginUsers.Count);	}	
}

实现也很简单，Grain的实现要继承自 Grain基类。代码中我们定义了一个 List<string>集合用于保存登录用户。

4. 第一个Silo Host（Server）

定义一个Silo用于暴露Grain提供的服务，在 Orleans.Server.Program中添加以下代码用于启动Silo Host。

static Task Main(string[] args)	
{	Console.Title = typeof(Program).Namespace;	// define the cluster configuration	return Host.CreateDefaultBuilder()	.UseOrleans((builder) =>	{	builder.UseLocalhostClustering()	.AddMemoryGrainStorageAsDefault()	.Configure<ClusterOptions>(options =>	{	options.ClusterId = "Hello.Orleans";	options.ServiceId = "Hello.Orleans";	})	.Configure<EndpointOptions>(options => options.AdvertisedIPAddress = IPAddress.Loopback)	.ConfigureApplicationParts(parts =>	parts.AddApplicationPart(typeof(ISessionControlGrain).Assembly).WithReferences());	}	)	.ConfigureServices(services =>	{	services.Configure<ConsoleLifetimeOptions>(options =>	{	options.SuppressStatusMessages = true;	});	})	.ConfigureLogging(builder => { builder.AddConsole(); })	.RunConsoleAsync();	
}

1. Host.CreateDefaultBuilder()：创建泛型主机提供宿主环境。

2. UseOrleans：用来配置Oleans。

3. UseLocalhostClustering() ：用于在开发环境下指定连接到本地集群。

4. Configure<ClusterOptions>：用于指定连接到那个集群。

5. Configure<EndpointOptions>：用于配置silo与silo、silo与client之间的通信端点。开发环境下可仅指定回环地址作为集群间通信的IP地址。

6. ConfigureApplicationParts()：用于指定暴露哪些Grain服务。

以上就是开发环境下，Orleans Server的基本配置。对于详细的配置也可以先参考Orleans Server Configuration。后续也会有专门的一篇文章来详解。

5. 第一个Client

客户端的定义也很简单，主要是创建 IClusterClient对象建立于Orleans Server的连接。因为 IClusterClient最好能在程序启动之时就建立连接，所以可以通过继承 IHostedService来实现。在 Orleans.Client中定义 ClusterClientHostedService继承自 IHostedService。

public class ClusterClientHostedService : IHostedService	
{	public IClusterClient Client { get; }	private readonly ILogger<ClusterClientHostedService> _logger;	public ClusterClientHostedService(ILogger<ClusterClientHostedService> logger, ILoggerProvider loggerProvider)	{	_logger = logger;	Client = new ClientBuilder()	.UseLocalhostClustering()	.Configure<ClusterOptions>(options =>	{	options.ClusterId = "Hello.Orleans";	options.ServiceId = "Hello.Orleans";	})	.ConfigureLogging(builder => builder.AddProvider(loggerProvider))	.Build();	}	public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)	{	var attempt = 0;	var maxAttempts = 100;	var delay = TimeSpan.FromSeconds(1);	return Client.Connect(async error =>	{	if (cancellationToken.IsCancellationRequested)	{	return false;	}	if (++attempt < maxAttempts)	{	_logger.LogWarning(error,	"Failed to connect to Orleans cluster on attempt {@Attempt} of {@MaxAttempts}.",	attempt, maxAttempts);	try	{	await Task.Delay(delay, cancellationToken);	}	catch (OperationCanceledException)	{	return false;	}	return true;	}	else	{	_logger.LogError(error,	"Failed to connect to Orleans cluster on attempt {@Attempt} of {@MaxAttempts}.",	attempt, maxAttempts);	return false;	}	});	}	public async Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)	{	try	{	await Client.Close();	}	catch (OrleansException error)	{	_logger.LogWarning(error, "Error while gracefully disconnecting from Orleans cluster. Will ignore and continue to shutdown.");	}	}	
}

代码讲解：

1.构造函数中通过借助 ClientBuilder() 来初始化 IClusterClient。其中 UseLocalhostClustering()用于连接到开发环境中的localhost 集群。并通过 Configure<ClusterOptions>指定连接到哪个集群。（需要注意的是，这里的ClusterId必须与Orleans.Server中配置的保持一致。

Client = new ClientBuilder()	.UseLocalhostClustering()	.Configure<ClusterOptions>(options =>	{	options.ClusterId = "Hello.Orleans";	options.ServiceId = "Hello.Orleans";	})	.ConfigureLogging(builder => builder.AddProvider(loggerProvider))	.Build();

2. 在 StartAsync方法中通过调用 Client.Connect建立与Orleans Server的连接。同时定义了一个重试机制。

紧接着我们需要将 ClusterClientHostedService添加到Ioc容器，添加以下代码到 Orleans.Client.Program中：

static Task Main(string[] args)	
{	Console.Title = typeof(Program).Namespace;	return Host.CreateDefaultBuilder()	.ConfigureServices(services =>	{	services.AddSingleton<ClusterClientHostedService>();	services.AddSingleton<IHostedService>(_ => _.GetService<ClusterClientHostedService>());	services.AddSingleton(_ => _.GetService<ClusterClientHostedService>().Client);	services.AddHostedService<HelloOrleansClientHostedService>();	services.Configure<ConsoleLifetimeOptions>(options =>	{	options.SuppressStatusMessages = true;	});	})	.ConfigureLogging(builder =>	{	builder.AddConsole();	})	.RunConsoleAsync();	
}

对于 ClusterClientHostedService，并没有选择直接通过 services.AddHostedService<T>的方式注入，是因为我们需要注入该服务中提供的 IClusterClient（单例），以供其他类去消费。

紧接着，定义一个 HelloOrleansClientHostedService用来消费定义的 ISessionControlGrain。

public class HelloOrleansClientHostedService : IHostedService	
{	private readonly IClusterClient _client;	private readonly ILogger<HelloOrleansClientHostedService> _logger;	public HelloOrleansClientHostedService(IClusterClient client, ILogger<HelloOrleansClientHostedService> logger)	{	_client = client;	_logger = logger;	}	public async Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)	{	// 模拟控制台终端用户登录	await MockLogin("Hello.Orleans.Console");	// 模拟网页终端用户登录	await MockLogin("Hello.Orleans.Web");	}	/// <summary>	/// 模拟指定应用的登录	/// </summary>	/// <param name="appName"></param>	/// <returns></returns>	public async Task MockLogin(string appName)	{	//假设我们需要支持不同端登录用户，则只需要将项目名称作为身份标识。	//即可获取一个代表用来维护当前项目登录状态的的单例Grain。	var sessionControl = _client.GetGrain<ISessionControlGrain>(appName);	ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10000, (index) =>	{	var userId = $"User-{index}";	sessionControl.Login(userId);	});	if (result.IsCompleted)	{	//ParallelLoopResult.IsCompleted 只是返回所有循环创建完毕，并不保证循环的内部任务创建并执行完毕	//所以，此处手动延迟5秒后再去读取活动用户数。	await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));	var activeUserCount = await sessionControl.GetActiveUserCount();	_logger.LogInformation($"The Active Users Count of {appName} is {activeUserCount}");	}	}	public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)	{	_logger.LogInformation("Closed!");	return Task.CompletedTask; ;	}	
}

代码讲解：这里定义了一个 MockLogin用于模拟不同终端10000个用户的并发登录。

1. 通过构造函数注入需要的 IClusterClient。

2. 通过指定Grain接口以及身份标识，就可以通过Client 获取对应的Grain，进而消费Grain中暴露的方法。 varsessionControl=_client.GetGrain<ISessionControlGrain>(appName); 这里需要注意的是，指定的身份标识为终端应用的名称，那么在整个应用生命周期内，将有且仅有一个代表这个终端应用的Grain。

3. 使用 Parallel.For 模拟并发

4. ParallelLoopResult.IsCompleted 只是返回所有循环任务创建完毕，并不代表循环的内部任务执行完毕。

6. 启动第一个 Orleans 应用

先启动 Orleans.Server：再启动 Orleans.Client：

从上面的运行结果来看，模拟两个终端10000个用户的并发登录，最终输出的活动用户数量均为10000个。回顾整个实现，并没有用到诸如锁、并发集合等避免并发导致的线程安全问题，但却输出正确的期望结果，这就正好说明了Orleans强大的并发控制特性。

public class SessionControlGrain : Grain, ISessionControlGrain	
{	// 未使用并发集合	private List<string> LoginUsers { get; set; } = new List<string>(); 	public Task Login(string userId)	{	//获取当前Grain的身份标识(因为ISessionControlGrain身份标识为string类型，GetPrimaryKeyString());	var appName = this.GetPrimaryKeyString();	LoginUsers.Add(userId);//未加锁	Console.WriteLine($"Current active users count of {appName} is {LoginUsers.Count}");	return Task.CompletedTask;	}	....	
}

7. 小结

通过简单的演示，想必你对Orleans的编程实现有了基本的认知，并体会到其并发控制的强大之处。这只是简单的入门演练，Orleans很多强大的特性，后续再结合具体场景进行详细阐述。源码已上传至GitHub：Hello.Orleans