云原生场景下如何利用Ray快速构建分布式系统

作者：宋顾杨 2023-08-24 08:49:27

云计算

云原生 分布式计算引擎Ray，不仅能成为大数据领域的基础设施，还可以成为AI等其它任何需要分布式系统的基础设施。本文将以实例的形式展示在云原生环境中，在没有Ray的情况下开发一个复杂的分布式系统需要考虑哪些问题、复杂性在哪里，并一步步揭秘如何利用Ray构建复杂的分布式系统。帮助大家了解Ray在构建分布式系统方面的便利性。

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一、分布式系统复杂性

1、一个AutoML的case 

首先从一个实例开始，上图是我们最近构建的AutoML的例子，搭建自动分布式机器学习的服务。

图中虚线框起来的就是这个自动机器学习的服务，服务中有如下几个角色：proxy是一个常驻服务，在整个AutoML集群中负责提供服务的入口，会根据不同的AutoML的任务创建小方框的训练集群；小方框中又有两个角色，trainer和worker，trainer 是类似协调器的角色，协调一个完整的AutoML任务，在协调过程中不断地创建worker来完成整个AutoML的计算。

集群外部通过client接入AutoML服务，将AutoML需要的models和data组合发到proxy，proxy根据用户请求创建trainer，当然在这个过程当中需要通过K8S管理资源来创建trainer的Pod或者process，trainer会通过解析client 端的这个models和data计算需要多少个worker，同样通过K8S创建出对应的worker，开启整个训练任务。

每个worker训练完成后，trainer收集结果，检测整个AutoML任务是否完成，最后把结果返回给proxy，返回结果后，trainer和worker会被销毁。

这是一个比较完整的AutoML Service服务，可以看到其特点为：云原生、多角色、高弹性、动态化、有状态、频通信。高弹性主要体现在proxy和trainer两个角色中，他们都会在runtime的过程中不断地去申请资源。

2、技术栈分析

接下来探讨一下如果在云原生环境实现这个case，需要考虑哪些事情？下面从两个方面进行分析。

从技术栈角度，假设当前是AI应用场景，主要编程语言是Python。首先需要开发单体应用，包括proxy、trainer、worker几个角色。在单体应用的编写中：

• 调度方面，选择协程asyncio管理进程的event loop来构建整个单体应用。
• 通信方面，选择使用protobuf 定义各个组件的之间的通信协议，如 proxy、trainer和worker 之间需要传递哪些字段，通过 gRPC 完成整个通信过程。
• 存储方面，需要考虑应用以及业务逻辑设计角色的内存结构，如果业务逻辑比较复杂还需要引入本地存储如RocksDB，更复杂的情况还需要引入远程分布式存储如HDFS。
• 部署方面，为了部署分布式系统，需要考虑Docker，需要定制各个组件的运行时环境，需要了解Kubernetes，知道如何在 Kubernetes 环境创建这些应用的实例。更复杂的情况下，如果中间需要一些弹性的过程，需要开发K8s标准的 operator来辅助完成整个分布式系统的构建。
• 监控方面，系统运行以后，需要接入监控系统，常规选择Grafana+Prometheus的组合来实现系统的可监控性、可运维性，达到生产要求。

3、编程语言分析

从编程语言角度，为了实现上面的分布式系统，需要应用下面的编程语言：

• Python，是必不可少的，用于实现应用的内部逻辑。
• Protobuf，通过proto语言定义应用的通信协议，通过codegen的方式生成各种语言的SDK library，实现通信 gRPC 的接入。
• Docker，通过Dockerfile定义应用中的每个组件的差异化需求，比如worker可能需要一个可以跑GPU 的Python 环境，可能需要定制Python环境的版本以及依赖包，还可能需要定制更加native 的环境，比如library 或者操作系统版本的定制。
• Go，对于比较复杂的分布式系统，原生运维方面的开发也是比较重的，比如我们的case中，需要开发一个K8s operator，operator的业务逻辑需要用 go 语言编写。
• YAML，原生部署中，YAML代码的使用是非常多的。系统中最终部署的参数，比如container 的规格、pod 的规格、其他一些 label 都需要通过 YAML 的形式定制。

以上就是常规思路实现分布式系统需要考虑的技术栈以及编程语言。

4、分布式系统通用能力

我们可以看到整个云原生环境下分布式系统的构建是非常复杂的。但是经过分析可以看到，很多需要研发和维护的逻辑是通用的分布式系统的逻辑，跟实际的业务逻辑没有直接的关系。比如上面提到的AutoML的case，业务或者系统的开发同学更关注AutoML本身的逻辑。那么，是否有一个系统，能够将分布式系统的通用能力全部解决，使得系统或者业务的研发团队能够专注于业务逻辑本身呢？Ray的出现就是为了解决这个问题。

二、Ray简介

在正式分享如何利用Ray来构建分布式系统之前，先对Ray做一个简要的介绍。

1、About Ray

首先从Ray在github上star数的发展来看，从2016年中开源到现在经历了两个里程碑，左上图中红线是Ray的star数历史数据，在2021年Ray的star 数已经超过了Flink，2023年5月迎来了另一个里程碑：超过了Kafka，目前距离Spark 的star数还有一定的距离，从star数的角度看，Ray的发展非常迅速。

右上是一张 Google 的PATHWAYS论文的截图，PATHWAYS在 Google 内部实际被看作是下一代 AI 的基础架构，在这篇论文中多次提到了Ray，认为Ray实际上非常有可能成为该基础架构中的分布式计算框架。

右中是最近被大家熟知的大语言模型公司OpenAI的信息，OpenAI在今年公开了GPT3.5和GPT4的分布式训练的部分细节，底层也是通过Ray来构建整个分布式系统的。

左下是2022年Ray社区做的偏向大数据领域的一项工作，利用云上的资源做数据排序，应用shuffle的能力，这套排序系统打破了世界记录，首次达到每TB 小于$1的成本(0.97$)。

右下是Ray社区近期在离线推理Batch Inference方面的一项工作，对比了Ray 和其他现有的方案，通过Ray进行数据处理，实现一个pipeline流程给训练系统提供数据，相比Spark，在Throughput方面有两到三倍的提升。

通过上面的信息，大家可以对Ray有一个high level的认知。

2、Ray是什么

Ray 是由加州大学伯克利分校RISELab实验室发起的一个开源项目，RISELab实验室在业界非常知名，Spark 也发源于这个实验室。

Ray是一个通用的分布式计算引擎，由于Ray的通用性，很可能会成为新一代的计算技术设施。在分布式领域，由于Ray的整个生态，在 AI 领域更是可能成为统一的编程框架，这部分会在后面的开源生态部分做进一步介绍。

3、通用分布式编程API

Ray 的通用性体现在哪里呢？实际上通过查阅Ray Core的API，可以看出Ray的设计思想是不绑定任何计算模式，把单机编程中的基本概念分布式化。

从API 的设计可以看出，Ray并不是一个大数据系统，尤其是Ray Core这一层没有任何大数据相关的算子，而是从单机编程的基本概念进行分布式化的。

具体如何分布式化？我们在单机编程中经常用到两个非常核心的概念，一个叫Function，一个叫Class，在面性对象的编程语言里面，基本上大家会围绕这两个概念进行代码开发，在Ray中会将这两个基本概念进行分布式化，对应到分布式系统就叫Task和Actor。

4、通用分布式编程API：无状态计算单元Task

首先解释一下Task。Task是对单机编程中的Function进行分布式化，是一个无状态的计算单元。

上图是一个例子，有一个叫 heavy_compute的Function，它是一个CPU 密集型的运算，在单机内，如果要对它进行1万次运算，比如在单核里面会有左边的代码，一个简单的for loop；如果需要用到多核的能力，就需要用到多线程或者多进程。而在Ray里面，如果想利用多机的能力，要将function 进行分布式化，整个流程非常简单，只需要三步， 如右图所示。

• 首先给单机的function加一个decorator（@ray.remote），标注该function是可以远程执行的。
• 然后在调用该function 时，同样加一个.remote以及需要的参数，这样该function就会被调度到远程节点的某个进程中执行。
• 最后可以通过ray.get获取最终的运算结果。

可以看出，整个分布式的过程非常简单，而且编程的整个框架和流程也没有打破单机编程的习惯，这也是Ray整个核心 API 的一个核心能力，给编程者提供最大的便利性。

5、通用分布式编程API：分布式object

下面看一下Ray中object的概念。讲object的原因是想让大家理解一下为什么Ray可以把heavy_compute Function运行到另外一个节点并且可以把结果拿回来，这依赖于Ray底层的分布式object store。整体流程如上图左侧所示。

我们在Node 1运行heavy_compute function，这个 function 会使用remote通过Ray底层的调度系统调度到Node 2， Node 2会执行这个function，执行完成后，把结果put到本地的object store中，object store 是Ray中的一个核心组件，最终结果返回到Caller端是通过Ray底层的 object store之间的object传输，把结果返回来给Caller端。

从整个的流程看， heavy_compute.remote 返回的是一个ObjectRef，并不是最终的结果。ObjectRef类似于单机编程中的future，只不过它是分布式的future，可以通过ray.get获取最终结果。

Ray的分布式 object store是非常核心的组件，完美支撑了Ray整套分布式API 的设计，其特点如下：

• 可以实现多节点之间object 传输。
• 同节点内是基于shared memory的设计，在此基础上，分布式系统的online传输，如果发生在单机两个进程之间的话，理论上可以达到 Zero Copy 的效果。
• Ray object store 有一套比较完整的自动垃圾回收机制，可以保证分布式系统运算过程中一旦有ObjectRef在系统中没有引用的时候，会触发对该object 进行GC。
• Object store有object spilling 的功能，可以自动将内存中的object spill到磁盘上，从而达到扩容整个分布式系统存储的目的。

6、通用分布式编程API：有状态计算单元Actor

上面讲解了Task 和object，接下来介绍一下Actor。Actor 也是非常简单的，是将单机编程的Class概念进行分布式化。

左图有一个Counter 类，是一个有状态计算单元，将它进行分布式化，如右图所示。

• 首先加一个decorator，把它变成可以在远程部署的Actor；
• 通过.remote，把该Actor进行调度部署，在另外一台机器的另外一个节点上面去实例化这个class；
• 调用时与Task一致，可以直接调用这个Actor的某个方法，通过.remote实现远程调用。

三、利用Ray快速构建分布式系统

以上介绍了Ray的几个核心概念，接下来看一下刚刚讲的case，怎么利用Ray来构建这个分布式系统。

1、AutoML Service——部署Ray集群

Ray 是一个集群化服务，有两种部署方式。

• 第一种是一键云上部署，通过ray up命令，填入一些配置，在任何一个主流云厂商或者标准的Kubernetes环境或者Hadoop Yarn环境都可以进行一键部署。部署完成后还可以自动对云上资源进行弹性调度，根据计算的runtime的情况做Autoscaling，尽可能利用云上资源完成整个分布式系统的计算。
• 第二种是自定义部署，如果是非标环境，则需要自定义部署，可以使用 ray start 命令分别启动head节点和worker节点，完成手动的组网。

2、AutoML Service

有了Ray集群以后，我们回到之前AutoML的架构图，这里已经加入了Ray系统，利用Kubernetes+Ray，如何实现这个分布式系统呢？

在用户看来，实际上已经看不到K8s这层资源了，通过刚才的介绍大家很容易想到实现的思路，就是利用Ray的Actor 和Task去分析一下整个系统哪些是有状态计算单元，哪些是无状态计算单元，然后对它进行分布式化。

• proxy和 trainer 是两个有状态的计算单元，需要用Ray的Actor 进行实现。
• worker在跑完一个任务之后就退出了，所以没有状态，使用Ray的Task进行实现。
• client由于在Ray集群之外，可以使用Ray的client 工具接入整个 Ray的集群服务。

下面简要讲解一下，上面架构图从右到左整个Service系统是怎么实现的。

3、AutoML Service—worker (Ray Task)

worker是一个Task，所以需要封装一个function。function train_and_evaluate的主要逻辑是拿到model、训练数据集和测试数据集，完成单机的训练和评估，上面是已经抽象成单机的计算。然后通过ray.remote 把它变成一个Task。

4、AutoML Service—Trainer (Ray Actor)

Trainer需要对多个 worker进行调度，通过把不同任务调到不同 worker 上面并收集结果完成单个AutoML请求的计算过程。

首先有一个Trainer 类封装整个Trainer的业务逻辑。然后通过ray.remote 把它变成一个Actor，Trainer的train的方法通过两层loop实现对多个worker的调度，实际上是对上面实现的worker的train_and_evaluate function的remote 执行，这样就能在分布式系统中实现并发计算，并发计算完成后，Trainer收集结果并返回给proxy。

5、AutoML Service—Proxy (Ray Actor)

proxy是对外服务的入口，定义两个function：

• 一个是do_auto_ml，用户的请求调度到该function上会触发部署一个Trainer的Actor，然后再调用该Actor 的 train方法来触发整个AutoML的计算。
• 另一个是 get_result，可以方便客户端Ray Client查询计算结果。

这里值得注意的是，在部署 proxy 的时候需要设置一个name，用于服务发现。

6、AutoML Service—Client

用Ray Client 接入的时候，任何一个AutoML用户拿到Client，先通过ray.get_actor传入上面的actor name就可以获得proxy的句柄，然后可以通过proxy的句柄调用proxy方法从而实现AutoML的接入，最后通过调用proxy 的get_result拿到最终的运算结果。

7、AutoML Service—定制资源

接下来介绍一些细节。

第一个细节是资源定制。

在纯云原生的实现思路中，如果没有Ray，资源定制是写到 yaml 里边的。比如说训练需要多少GPU 或者计算节点需要多少CPU，都是在 yaml 中定制 container 的规格。

Ray提供了另外一个选择，完全无感知的代码化的配置，用户可以在 runtime 的时候，或者在Ray的Task 或 Actor 的decorator 中加一个参数，就可以通过Ray系统的调度能力分配相应的资源，达到整个分布式系统资源定制的目的。

Ray的资源定制除了支持GPU、CPU、Memory 之外，还可以插入自定义资源。然后Ray的调度还有一些高级功能，比如资源组，或者亲和性和反亲和性的调度，目前都是支持的。

8、AutoML Service—运行时环境

第二个细节是运行时环境。

在分布式系统中，往往不同分布式系统的组件对环境的要求是不一样的。如果使用常规思路，就需要把环境固化到image里面，通过 Dockerfile 去定制环境。

Ray实现了更灵活的选择，也是代码化的，可以在runtime创建Task或Actor之前的任意时刻定制指定计算单元的运行时环境。上图中给worker 的 Task 设定一个runtime_env，定制一个专属的Python版本，并在该版本里面装入一些pip包，完成面向Python的隔离环境的定制。这时Ray集群内部会在创建这个Task之前去准备该环境，然后将该Task调度到该环境执行。

Ray的运行时环境是插件化的设计，用户可以根据自己的需求实现不同的插件，在Ray中原生支持了一些插件如Pip、Conda、Container等，只要是跟环境相关，不只是代码依赖，也可以是数据依赖，都可以通过插件去实现。

右下图从运行时环境这个角度看，以Python为例，隔离性的支持力度有如下几个维度，一个是 Process 级别的隔离，第二是 Virtual env 级别的隔离，第三是 Conda 级别的隔离，最后是 Container级别隔离。

从隔离性来说，从右到左是由弱到强的，Process 的隔离性是非常弱的，Container 隔离性是更强的。

从用户体验来说，环境定制上 Container 是更重的而Process 是更轻的。

所以在Ray中用户可以根据自己的环境定制的需求选择需要定制的环境的粒度。有些人需要完全的Container 级别的隔离，有些人Process 级别的隔离就足够了，可以根据自己的需求进行选择。

9、AutoML Service—运维与监控

第三个细节是运维与监控。

Ray提供了 Ray Dashboard。Ray dashboard实现了整个Ray集群包括Ray Nodes、Ray Actors等各种维度信息的透出；另外，还有集群内的Logs和events，比如某个Actor的某个方法执行异常，Ray会把堆栈通过 event收集到dashboard中，方便迅速定位问题；除此之外还有profiling 工具，Ray dashboard 可以支火焰图，还可以一键看到任意一个Actor或Task的进程状态或者堆栈。

除了Ray dashboard，Ray还提供了黑屏化的Ray State Client，同样可以通过 Ray State Client 去 query 整个集群的状态。

在监控方面Ray集成了Metrics的框架，用户可以直接调用Ray的metrics 的接口写入metric，然后在Ray dashboard中通过iframe的形式嵌入了Grafana来做一些简单的监控。

10、Ray的架构

下面介绍一下Ray的架构。Ray在架构上与很多大数据系统类似，有一个主节点head节点，其他是 worker 节点。

在主节点里有GCS角色（Global Control Service），GCS主要负责整个集群的资源调度和节点管理，类似于Hadoop架构中Yarn里边的 Resource Manager。

Ray的worker节点主要有Raylet角色。除了做单机的进程管理和调度之外，比较关键的还有刚刚讲过的分布式的object store，是集成到Raylet进程里面的。

11、小结

上图是我们做的一个实验，除了Ray+云原生的实现方式，我们也写了一套代码以云原生的方式来实现相同逻辑。代码已经放在上图下方GitHub 的repo上面，大家有兴趣可以查阅。

这里介绍一下实验评估结果：

• 从研发效率看，基于纯云原生方式与Ray+云原生相比从15 人天降到了2人天；
• 从代码来看，云原生方式需要写5种编程语言代码，并且随着业务复杂性的增大，代码量会越来越大；通过Ray，用260行纯Python代码就实现了这个case，可以证明利用Ray开发分布式系统是非常快速且高效的。
• 从系统特点看，Ray是单语言即可实现，只有一个main函数，整个的编程相当于应用中心化编程的思想，整个分布式系统只有一个入口，其他角色的实现都是通过Ray Actor和Task，应用、运维部署、配置融为一体；云原生方式则需要多语言实现，多编程入口，应用、运维部署、配置解耦。

四、Ray开源生态

最后来介绍一下Ray的开源现状。

1、活跃度

从Ray的活跃度来看，Ray从 2016 年开源至今，活跃度持续稳定增长。目前社区有超过 800个Contributor，Star数超过26K。

2、Ray中文社区

Ray在中国有由蚂蚁长期维护的中文社区。

• 中文社区的公众号，可以扫描上图的二维码，公众号会经常发表中文社区同学写的基础文章或者活动。
• 中文社区的论坛中有一些问答和技术分享。
• 中文社区的交流群可以方便大家围绕Ray系统上的应用进行沟通。

3、Ray forward 2023

Ray forward已经在国内举办了五届，2023年7月2日蚂蚁刚刚举办了最新一届的Ray forward。从五届Ray forward可以感受到一个趋势，在最开始的两年，大部分的talk都是蚂蚁和加州大学伯克利分校RISELab实验室的人员分享，而近两年已经有越来越多的国内公司来Ray forward分享他们自己的议题，今年是议题最多的一次。

4、Ray 2.0—Ray AIR

刚刚讲的从Ray的概念还有整个case来看，实际上是Ray底层Core的核心能力。

Ray的生态花费了非常大的精力在 AI 领域，上图是Ray 2.0的核心概念，叫Ray AIR（Ray AI Runtime）。Ray AIR的设计思想是在AI pipeline 的各个处理流程中去集成各种各样主流的工具，比如数据处理、训练、Tune、Serve等。

如果利用 Ray去构建一个AI的pipeline，在数据处理方面可以选择Spark，也可以选用Mars或Dask等Python的科学计算工具，也可以选择Ray原生的Ray Dataset；在训练方面，可以根据业务需求选择PyTorch， TensorFlow 等训练框架。

Ray AIR定位是一个可扩展的统一的机器学习工具集，最终可以帮助用户实现一个脚本就能够将整个AI的pipeline构建起来，这是一种融合计算的思路。

在没有Ray之前，整个pipeline会有多个系统串联起来，有了Ray之后，底层会有统一的 runtime 来完成编排和调度。

5、生态系统

上图是一张比较老的图，主要是为了展示Ray的生态。主要分为两部分library，一个是Ray的Native Libraries，一个是Third Party Libraries。

• Native Libraries中包括Ray的强化学习库RLlib，还有应用比较广泛的Ray Serve等。
• Third Party Libraries中包括刚刚提到的在 AI 处理流程中比较常用的引擎。

6、企业应用

Ray的企业应用是比较广泛的。

除了刚刚讲到的大语言模型场景下的OpenAI之外，上图列出了已经集成Ray很长时间的一些企业。整体来看，目前国外的发展更多一点，国内相对少一点，国外的很多大厂，包括一些传统企业，都在利用Ray来构建他们底层的分布式系统。

7、大模型训练

上图汇总了目前做大模型训练的一些已经集成了Ray的开源框架。

• 第一个项目是Alpa，是 Google 和UC Berkeley大学共同研发的面向大模型并行训练和服务的框架，框架利用Ray Core进行GPU的管理与运行时编排。
• 第二个项目是Colossal-AI，也是比较火的分布式训练框架，框架将Ray Core的 能力集成到RLHF流程中，就是基于人类反馈的强化学习中。
• 第三个项目是trlX，目前也集成了Ray的能力，将Ray Train和Ray Tune集成到RLHF流程中。

8、大模型训练——Alpa on Ray

上图是Alpa的详细架构，可以看到Ray主要在中间层。Alpha 项目可以自动做到层间和层内两个角度并行化，从整个创新角度看是比较领先的分布训练框架。

9、其他开源项目集成 

上图是除了 AI 以外的集成了Ray的能力的开源框架。

• 第一个项目是GeaFlow也就是TuGraph，TuGraph的流图计算引擎底层集成了Ray Core进行动态资源调度。
• 第二个项目是隐语，是蚂蚁开源的一个隐私计算框架，隐语深度应用了Ray Core的能力，目前还用到了在Ray project 中的另外一个项目Ray Fed。Ray Fed可以完成在隐私计算领域多个 party不同的集群之间的数据传输与调度。
• 第三个项目是Mars，Mars是阿里开源的一个科学计算框架，可以实现分布式pandas、分布式scikit-learn的能力。在这个项目中不仅集成了Ray Core的能力，还深度集成了Ray Object Store的能力，从性能上看有不错的结果。

五、答疑

A1：Ray 目前使用场景有哪些？支持实时流计算场景吗？

Q：Ray的使用场景其实还是蛮多的，尤其在蚂蚁内部基于Ray构建了很多框架，比如刚刚提到的GeaFlow，一个流图计算框架，是一个比较大的方向；另外刚刚提到的隐私计算是另外一个方向。那除此之外，蚂蚁内部还有类似于函数计算系统，函数计算也可以是基于Ray来构建，从Ray的API可以看出Ray做函数计算还是非常方便的；除此之外还有科学计算、在线机器学习，最近我们也在探索搜推引擎能不能基于Ray来构建。

AI 方面在蚂蚁内部用得比较多的是AI在线服务，怎么应用一个或多个模型或大模型提供推理服务，整个从外围的资源编排调度，包括failover都可以利用Ray Serve做在线服务的支持。Ray在AI 方面的应用比较广泛，包括刚刚提到的Ray AIR涉及到的从 AI 的数据处理、到训练、到Ray Tune，以及最近的大模型场景，都是利用Ray来完成底层分布式底盘的。

A2：Ray支持存算分离么？Node 2 计算完成，把结果存到本地的 object store等待其他节点获取结果，它要等到结果被获取完才能释放吗？

Q：是的，如果是基于Ray原生的object store，需要把结果 put 到Node 2 里面，在 put 完之后，Node 2 异常退出了，那数据就可能丢了。当然用户可以通过Ray原生的血缘的能力，或者用户自己实现的failover能力去进行恢复，如果需要保证不丢数据，则需要实现高可用，对object store做一个扩展。目前来说，Ray object store的面向场景是做计算引擎中间结果的存储，它并不需要做持久化存储。

A3：是否在大部分场景下Ray都可以直接替代 Spark 使用，还是说两者互不冲突？

Q：我觉得是互不冲突，从Ray的设计思想来看，不对标任何一个大数据系统。刚刚也提到在Ray的整个生态中，用户也可以把 Spark跑在Ray上面，甚至还有一些项目在做Ray on Spark。在数据处理领域Spark有它的非常核心的能力。如果想在训练之前做简单的数据预处理，不需要牵扯到复杂的算子，这种情况下可以直接用Ray，但是如果计算场景比较复杂，比较偏向于大数据处理，并且用到比较复杂的shuffle逻辑或者比较复杂的算子，还是可以利用 Spark进行处理，然后再对接 Ray生态，用户根据自己的计算场景来进行技术选型。

A4：同为 Actor model，可以对比一下Ray和Akka分布式计算框架吗？

Q：我对Akka的API是什么样子印象不是很深了，我理解它应该跟Ray的API 还是有很大区别的。Ray主要是从编程的角度出发，有Task和Actor，Ray中的Actor model 跟传统的Actor model 的概念还是有一点区别的。Ray的Actor更偏分布式，目前没有面向单机线程间交互的场景。

A5：Ray是如何容错的？

Q：我们认为容错有两个维度。

第一个维度是粗粒度进程级别的容错，因为Ray交付的是一个进程，无论是Task还是Actor。Task/Actor的failover，首先是Task/Actor所在进程的一个探活，识别其是否异常退出，这是分布式系统基础能力，在Ray里面是完全由Ray来实现的；其次是进程维度的failover，当Task尤其是Actor异常退出后，把异常退出实体重新调度起来进行新的实例化，也是由Ray负责的。也就是说，粗粒度的恢复是可以完全由Ray来负责。

第二个维度是细粒度，主要是进程的状态，因为Ray实际上是不去规定内部计算逻辑的，内部可以跑流批计算、可以跑AI 训练、可以跑任何的一个function ，Ray并不知道内部代码在做什么事情，所以状态恢复方面，目前Ray主流的用法还是把状态恢复交给用户的业务代码自己负责。当然用户可以通过Ray接口知道当前是否被重启了，已经重启了多少次？用户之前状态需要自己做一些checkpoint，可以存到存储里面或者存到 Ray底层的object store 里面。

用户可以根据不同的failover的可靠性要求做具体方案。但总体来说，一般的用法是粗粒度的failover由Ray托管，细粒度的状态恢复是由Ray上的应用自己来做恢复。

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