Erlang并發(fā)編程介紹
Erlang中的process——進(jìn)程是輕量級(jí)的，并且進(jìn)程間無共享。查了很多資料，似乎沒人說清楚輕量級(jí)進(jìn)程算是什么概念，繼續(xù)查找中。。。閑話不提，進(jìn)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(jiǎn)略翻譯。
1.進(jìn)程的創(chuàng)建
進(jìn)程是一種自包含的、分隔的計(jì)算單元，并與其他進(jìn)程并發(fā)運(yùn)行在系統(tǒng)中，在進(jìn)程間并沒有一個(gè)繼承體系，當(dāng)然，應(yīng)用開發(fā)者可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)繼承體系。
進(jìn)程的創(chuàng)建使用如下語法：
Pid = spawn(Module, FunctionName, ArgumentList)
spawn接受三個(gè)參數(shù)：模塊名，函數(shù)名以及參數(shù)列表，并返回一個(gè)代表創(chuàng)建的進(jìn)程的標(biāo)識(shí)符（Pid）。
如果在一個(gè)已知進(jìn)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(jìn)程擴(kuò)展的基礎(chǔ)上。
2.進(jìn)程間通信
Erlang進(jìn)程間的通信只能通過發(fā)送消息來實(shí)現(xiàn)，消息的發(fā)送使用!符號(hào)：
Pid ! Message
其中Pid是接受消息的進(jìn)程標(biāo)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(jìn)程標(biāo)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(gè)Erlang進(jìn)程都有一個(gè)“郵箱”，所有發(fā)送到進(jìn)程的消息都按照到達(dá)的順序存儲(chǔ)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(duì)“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(jī)制保證了沒有消息會(huì)阻塞其他消息的到達(dá)。
消息到達(dá)的順序并不決定消息的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)程將輪流檢查“郵箱”里的消息進(jìn)行嘗試匹配。消息的優(yōu)先級(jí)別下文再講。
如何接受特定進(jìn)程的消息呢？答案很簡(jiǎn)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(jìn)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(jìn)程發(fā)送的消息才接受。
3.一些例子
僅說明下書中計(jì)數(shù)的進(jìn)程例子,我添加了簡(jiǎn)單注釋：
-module(counter).
-compile(export_all).
% start()，返回一個(gè)新進(jìn)程，進(jìn)程執(zhí)行函數(shù)loop
start()->spawn(counter, loop,[0]).
% 調(diào)用此操作遞增計(jì)數(shù)
increment(Counter)->
Counter!increament.
% 返回當(dāng)前計(jì)數(shù)值
value(Counter)->
Counter!{self(),value},
receive
{Counter,Value}->
%返回給調(diào)用方
Value
end.
%停止計(jì)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(jìn)程的消息傳遞機(jī)制可以很容易地實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)（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(shí)設(shè)置
Erlang中的receive語法可以添加一個(gè)額外選項(xiàng)：timeout，類似：
receive
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
after
TimeOutExpr ->
ActionsT
end
after之后的TimeOutExpr表達(dá)式返回一個(gè)整數(shù)time（毫秒級(jí)別），時(shí)間的精確程度依賴于Erlang在操作系統(tǒng)或者硬件的實(shí)現(xiàn)。如果在time毫秒內(nèi)，沒有一個(gè)消息被選中，超時(shí)設(shè)置將生效，也就是ActionT將執(zhí)行。time有兩個(gè)特殊值：
1)infinity(無窮大)，infinity是一個(gè)atom，指定了超時(shí)設(shè)置將永遠(yuǎn)不會(huì)被執(zhí)行。
2) 0，超時(shí)如果設(shè)定為0意味著超時(shí)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(shí)的常見幾個(gè)應(yīng)用，比如掛起當(dāng)前進(jìn)程多少毫秒：
sleep(Time) ->
receive
after Time ->
true
end.
比如清空進(jìn)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(jìn)程永遠(yuǎn)掛起：
suspend() ->
receive
after
infinity ->
true
end.
超時(shí)也可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)器，比如下面這個(gè)例子，創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程將在設(shè)定時(shí)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(cè)進(jìn)程
為了給進(jìn)程發(fā)送消息，我們需要知道進(jìn)程的Pid，但是在某些情況下：在一個(gè)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(jìn)程Pid。為了達(dá)到可以發(fā)送消息給一個(gè)不知道Pid的進(jìn)程的目的，我們提供了注冊(cè)進(jìn)程的辦法，給進(jìn)程們注冊(cè)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(jìn)程Pid聯(lián)系起來
unregister(Name)
取消Name與相應(yīng)進(jìn)程的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
whereis(Name)
返回Name所關(guān)聯(lián)的進(jìn)程的Pid，如果沒有進(jìn)程與之關(guān)聯(lián)，就返回atom:undefined
registered()
返回當(dāng)前注冊(cè)的進(jìn)程的名字列表
6.進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)
設(shè)定進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)可以使用BIFs:
process_flag(priority, Pri)
Pri可以是normal、low,默認(rèn)都是normal
優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程將相對(duì)低的執(zhí)行多一點(diǎn)。
7.進(jìn)程組（process group)
所有的ERLANG進(jìn)程都有一個(gè)Pid與一個(gè)他們共有的稱為Group Leader相關(guān)聯(lián)，當(dāng)一個(gè)新的進(jìn)程被創(chuàng)建的時(shí)候?qū)⒈患尤胪粋€(gè)進(jìn)程組。最初的系統(tǒng)進(jìn)程的Group Leader就是它自身，因此它也是所有被創(chuàng)建進(jìn)程及子進(jìn)程的Group Leader。這就意味著Erlang的進(jìn)程被組織為一棵Tree，其中的根節(jié)點(diǎn)就是第一個(gè)被創(chuàng)建的進(jìn)程。下面的BIFs被用于操縱進(jìn)程組：
group_leader()
返回執(zhí)行進(jìn)程的Group Leader的Pid
group_leader(Leader, Pid)
設(shè)置進(jìn)程Pid的Group Leader為進(jìn)程的Leader
8.Erlang的進(jìn)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(diǎn)，著重強(qiáng)調(diào)了接口的設(shè)計(jì)以及抽象層次的隔離問題，不翻譯了。
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