Erlang并發(fā)編程介紹
Erlang中的process——進程是輕量級的，并且進程間無共享。查了很多資料，似乎沒人說清楚輕量級進程算是什么概念，繼續(xù)查找中。。。閑話不提，進入并發(fā)編程的世界。本文算是學(xué)習(xí)筆記，也可以說是《Concurrent Programming in ERLANG》第五張的簡略翻譯。
1.進程的創(chuàng)建
進程是一種自包含的、分隔的計算單元，并與其他進程并發(fā)運行在系統(tǒng)中，在進程間并沒有一個繼承體系，當(dāng)然，應(yīng)用開發(fā)者可以設(shè)計這樣一個繼承體系。
進程的創(chuàng)建使用如下語法：
Pid = spawn(Module, FunctionName, ArgumentList)
spawn接受三個參數(shù)：模塊名，函數(shù)名以及參數(shù)列表，并返回一個代表創(chuàng)建的進程的標識符（Pid）。
如果在一個已知進程Pid1中執(zhí)行：
Pid2 = spawn(Mod, Func, Args)
那么，Pid2僅僅能被Pid1可見，Erlang系統(tǒng)的安全性就構(gòu)建在限制進程擴展的基礎(chǔ)上。
2.進程間通信
Erlang進程間的通信只能通過發(fā)送消息來實現(xiàn)，消息的發(fā)送使用!符號：
Pid ! Message
其中Pid是接受消息的進程標記符，Message就是消息。接受方和消息可以是任何的有效的Erlang結(jié)構(gòu)，只要他們的結(jié)果返回的是進程標記符和消息。
消息的接受是使用receive關(guān)鍵字，語法如下：
receive
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
end
每一個Erlang進程都有一個“郵箱”，所有發(fā)送到進程的消息都按照到達的順序存儲在“郵箱”里，上面所示的消息Message1,Message2，當(dāng)它們與“郵箱”里的消息匹配，并且約束（Guard）通過，那么相應(yīng)的ActionN將執(zhí)行，并且receive返回的是ActionN的最后一條執(zhí)行語句的結(jié)果。Erlang對“郵箱”里的消息匹配是有選擇性的，只有匹配的消息將被觸發(fā)相應(yīng)的Action，而沒有匹配的消息將仍然保留在“郵箱”里。這一機制保證了沒有消息會阻塞其他消息的到達。
消息到達的順序并不決定消息的優(yōu)先級，進程將輪流檢查“郵箱”里的消息進行嘗試匹配。消息的優(yōu)先級別下文再講。
如何接受特定進程的消息呢？答案很簡單，將發(fā)送方(sender)也附送在消息當(dāng)中，接收方通過模式匹配決定是否接受，比如：
Pid ! {self(),abc}
給進程Pid發(fā)送消息{self(),abc}，利用self過程得到發(fā)送方作為消息發(fā)送。然后接收方：
receive
{Pid1,Msg} ->
end
通過模式匹配決定只有Pid1進程發(fā)送的消息才接受。
3.一些例子
僅說明下書中計數(shù)的進程例子,我添加了簡單注釋：
-module(counter).
-compile(export_all).
% start()，返回一個新進程，進程執(zhí)行函數(shù)loop
start()->spawn(counter, loop,[0]).
% 調(diào)用此操作遞增計數(shù)
increment(Counter)->
Counter!increament.
% 返回當(dāng)前計數(shù)值
value(Counter)->
Counter!{self(),value},
receive
{Counter,Value}->
%返回給調(diào)用方
Value
end.
%停止計數(shù)
stop(Counter)->
Counter!{self(),stop}.
loop(Val)->
receive
%接受不同的消息，決定返回結(jié)果
increament->
loop(Val+1);
{From,value}->
From!{self(),Val},
loop(Val);
stop->
true;
%不是以上3種消息，就繼續(xù)等待
Other->
loop(Val)
end.
調(diào)用方式：
1> Counter1=counter:start().
<0.30.0>
2> counter:value(Counter1).
0
3> counter:increment(Counter1).
increament
4> counter:value(Counter1).
1
基于進程的消息傳遞機制可以很容易地實現(xiàn)有限狀態(tài)機（FSM），狀態(tài)使用函數(shù)表示，而事件就是消息。具體不再展開
4.超時設(shè)置
Erlang中的receive語法可以添加一個額外選項：timeout，類似：
receive
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
after
TimeOutExpr ->
ActionsT
end
after之后的TimeOutExpr表達式返回一個整數(shù)time（毫秒級別），時間的精確程度依賴于Erlang在操作系統(tǒng)或者硬件的實現(xiàn)。如果在time毫秒內(nèi)，沒有一個消息被選中，超時設(shè)置將生效，也就是ActionT將執(zhí)行。time有兩個特殊值：
1)infinity(無窮大)，infinity是一個atom，指定了超時設(shè)置將永遠不會被執(zhí)行。
2) 0，超時如果設(shè)定為0意味著超時設(shè)置將立刻執(zhí)行，但是系統(tǒng)將首先嘗試當(dāng)前“郵箱”里的消息。
超時的常見幾個應(yīng)用，比如掛起當(dāng)前進程多少毫秒：
sleep(Time) ->
receive
after Time ->
true
end.
比如清空進程的“郵箱”,丟棄“郵箱”里的所有消息：
flush_buffer() ->
receive
AnyMessage ->
flush_buffer()
after 0 ->
true
end.
將當(dāng)前進程永遠掛起：
suspend() ->
receive
after
infinity ->
true
end.
超時也可以應(yīng)用于實現(xiàn)定時器，比如下面這個例子，創(chuàng)建一個進程，這個進程將在設(shè)定時間后向自己發(fā)送消息：
-module(timer).
-export([timeout/2,cancel/1,timer/3]).
timeout(Time, Alarm) ->
spawn(timer, timer, [self(),Time,Alarm]).
cancel(Timer) ->
Timer ! {self(),cancel}.
timer(Pid, Time, Alarm) ->
receive
{Pid,cancel} ->
true
after Time ->
Pid ! Alarm
end.
5、注冊進程
為了給進程發(fā)送消息，我們需要知道進程的Pid，但是在某些情況下：在一個很大系統(tǒng)里面有很多的全局servers，或者為了安全考慮需要隱藏進程Pid。為了達到可以發(fā)送消息給一個不知道Pid的進程的目的，我們提供了注冊進程的辦法，給進程們注冊名字，這些名字必須是atom。
基本的調(diào)用形式：
register(Name, Pid)
將Name與進程Pid聯(lián)系起來
unregister(Name)
取消Name與相應(yīng)進程的對應(yīng)關(guān)系。
whereis(Name)
返回Name所關(guān)聯(lián)的進程的Pid，如果沒有進程與之關(guān)聯(lián)，就返回atom:undefined
registered()
返回當(dāng)前注冊的進程的名字列表
6.進程的優(yōu)先級
設(shè)定進程的優(yōu)先級可以使用BIFs:
process_flag(priority, Pri)
Pri可以是normal、low,默認都是normal
優(yōu)先級高的進程將相對低的執(zhí)行多一點。
7.進程組（process group)
所有的ERLANG進程都有一個Pid與一個他們共有的稱為Group Leader相關(guān)聯(lián)，當(dāng)一個新的進程被創(chuàng)建的時候?qū)⒈患尤胪粋€進程組。最初的系統(tǒng)進程的Group Leader就是它自身，因此它也是所有被創(chuàng)建進程及子進程的Group Leader。這就意味著Erlang的進程被組織為一棵Tree，其中的根節(jié)點就是第一個被創(chuàng)建的進程。下面的BIFs被用于操縱進程組：
group_leader()
返回執(zhí)行進程的Group Leader的Pid
group_leader(Leader, Pid)
設(shè)置進程Pid的Group Leader為進程的Leader
8.Erlang的進程模型很容易去構(gòu)建Client-Server的模型，書中有一節(jié)專門討論了這一點，著重強調(diào)了接口的設(shè)計以及抽象層次的隔離問題，不翻譯了。
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