Actor Model

개요

멀티코어 환경과 분산 시스템이 일반화된 현대 소프트웨어 개발에서 **Actor Model(액터 모델)**은 안정적이고 확장 가능한 병렬 처리를 가능하게 하는 핵심 개념으로 주목받고 있습니다. 이 모델은 비동기 메시지 전달을 기반으로 하여, 공유 메모리 없이도 안정적인 상태 관리와 동시성 제어가 가능하게 합니다. Erlang, Akka, Microsoft Orleans 같은 다양한 플랫폼과 언어에서 채택되고 있으며, 고가용성 시스템 개발에 효과적입니다.

---

1. 개념 및 정의

Actor Model은 1973년 Carl Hewitt가 제안한 동시성(concurrency) 프로그래밍 모델로, 모든 계산 단위를 '액터(Actor)'라는 독립적인 객체로 정의합니다. 액터는 다음과 같은 3가지 동작만 수행할 수 있습니다:

1. 메시지 수신 처리
2. 새로운 액터 생성
3. 다른 액터에게 메시지 전송

이러한 동작은 비동기적으로 처리되며, 각 액터는 상태를 자체적으로 유지하고 공유하지 않습니다. 따라서 경쟁 상태(race condition) 없이 안정적인 병렬 처리 구조를 설계할 수 있습니다.

---

2. 특징

항목	설명	효과
비동기 메시지 기반	액터 간 메시지는 큐를 통해 비동기 전송	높은 동시성 확보
상태 캡슐화	각 액터가 상태를 독립적으로 보관	데이터 일관성 유지
확장성	액터의 수평 확장이 용이	대규모 분산 시스템 구현 가능

Actor Model은 기존 스레드 기반 모델보다 단순하며, 병목과 충돌 회피에 탁월한 구조를 제공합니다.

---

3. 구성 요소

구성 요소	설명	예시
Actor	메시지를 수신하고 상태를 유지하는 단위	사용자 세션 관리 액터
Mailbox	메시지를 저장하고 순차 처리하는 큐	메시지 수신 대기 공간
Actor System	액터들을 관리하는 상위 컨테이너	Akka 시스템, Erlang VM
Message	액터 간 전달되는 정보 단위	"주문 생성 요청" 메시지

각 구성 요소는 메시지 흐름의 제어와 상태 분리를 통해 안정적인 처리 환경을 제공합니다.

---

4. 기술 요소

기술 요소	설명	적용 예시
Akka	JVM 기반의 대표적 Actor 프레임워크	Scala, Java에서 고성능 시스템 구현
Erlang/OTP	전통적인 Actor 기반 언어 및 플랫폼	텔레콤, 메시징 시스템에 사용
Microsoft Orleans	.NET 기반 가상 액터 모델	게임 서버, IoT 백엔드 시스템

이 외에도 Rust의 Actix, Python의 Thespian 등 다양한 언어에서 Actor 기반 구현체가 존재합니다.

---

5. 장점 및 이점

장점	설명	기대 효과
병렬 처리 최적화	스레드 경합 없이 병렬 실행 가능	시스템 처리량 향상
장애 격리	하나의 액터 오류가 시스템 전체에 영향 없음	고가용성 확보
분산에 용이	액터 단위로 서비스 분산 가능	클라우드 네이티브 구조 지원

Actor Model은 특히 마이크로서비스, IoT, 실시간 통신 서비스에서 강점을 가집니다.

---

6. 주요 활용 사례 및 고려사항

분야	활용 사례	고려사항
실시간 메시징	WhatsApp, Discord	메시지 유실 방지와 순서 보장 필요
게임 서버	Halo, League of Legends	상태 동기화 및 부하 분산 전략 필요
금융 시스템	거래 처리 병렬화	트랜잭션 정합성과 보안 유지

도입 시에는 메시지 큐 관리, 액터 수명 주기, 시스템 모니터링 체계 구축이 필수적입니다.

---

7. 결론

Actor Model은 병렬성, 확장성, 장애 격리성을 갖춘 구조로서 현대 소프트웨어 아키텍처에서 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 특히 분산 시스템과 실시간 애플리케이션에서 효과적으로 활용되고 있으며, 앞으로 AI와 결합하여 자율적 메시지 처리 및 분산 추론 시스템으로 진화할 가능성도 존재합니다.