Erlang入門(二) 併發程式設計

2021-09-07 00:06:10 字數 4444 閱讀 7018

erlang中的process——程序是輕量級的,並且程序間無共享。查了很多資料,似乎沒人說清楚輕量級程序算是什麼概念,繼續查詢中。。。閒話不提,進入併發程式設計的世界。本文算是學習筆記,也可以說是《concurrent programming in erlang》第五張的簡略翻譯。 

1.程序的建立

程序是一種自包含的、分隔的計算單元,並與其他程序併發執行在系統中,在程序間並沒有乙個繼承體系,當然,應用開發者可以設計這樣乙個繼承體系。

程序的建立使用如下語法:

pid = spawn(module, functionname, argumentlist)

spawn接受三個引數:模組名,函式名以及引數列表,並返回乙個代表建立的程序的識別符號(pid)。

如果在乙個已知程序pid1中執行:

pid2 = spawn(mod, func, args)

那麼,pid2僅僅能被pid1可見,erlang系統的安全性就構建在限制程序擴充套件的基礎上。

2.程序間通訊

erlang程序間的通訊只能通過傳送訊息來實現,訊息的傳送使用!符號:

pid ! message

其中pid是接受訊息的程序標記符,message就是訊息。接受方和訊息可以是任何的有效的erlang結構,只要他們的結果返回的是程序標記符和訊息。

訊息的接受是使用receive關鍵字,語法如下:

receive

message1 [when guard1] ->

actions1 ;

message2 [when guard2] ->

actions2 ;

end

每乙個erlang程序都有乙個「郵箱」,所有傳送到程序的訊息都按照到達的順序儲存在「郵箱」裡,上面所示的訊息message1,message2,當它們與「郵箱」裡的訊息匹配,並且約束(guard)通過,那麼相應的actionn將執行,並且receive返回的是actionn的最後一條執行語句的結果。erlang對「郵箱」裡的訊息匹配是有選擇性的,只有匹配的訊息將被觸發相應的action,而沒有匹配的訊息將仍然保留在「郵箱」裡。這一機制保證了沒有訊息會阻塞其他訊息的到達。

訊息到達的順序並不決定訊息的優先順序,程序將輪流檢查「郵箱」裡的訊息進行嘗試匹配。訊息的優先級別下文再講。

如何接受特定程序的訊息呢?答案很簡單,將傳送方(sender)也附送在訊息當中,接收方通過模式匹配決定是否接受,比如:

pid ! 

給程序pid傳送訊息,利用self過程得到傳送方作為訊息傳送。然後接收方:

receive

->

end

通過模式匹配決定只有pid1程序傳送的訊息才接受。

3.一些例子

僅說明下書中計數的程序例子,我新增了簡單注釋:

-module(counter).

-compile(export_all).

% start(),返回乙個新程序,程序執行函式loop

start()->spawn(counter, loop,[0]).

% 呼叫此操作遞增計數

increment(counter)->

counter!increament.

% 返回當前計數值

value(counter)->

counter!,

receive

->

%返回給呼叫方

value

end.

%停止計數      

stop(counter)->

counter!.

loop(val)->

receive

%接受不同的訊息,決定返回結果

increament->

loop(val+1);

->

from!,

loop(val);

stop->

true;

%不是以上3種訊息,就繼續等待

other->

loop(val)

end.   

呼叫方式:

1> counter1=counter:start().

<0.30.0>

2> counter:value(counter1).

0

3> counter:increment(counter1).

increament

4> counter:value(counter1).

1

基於程序的訊息傳遞機制可以很容易地實現有限狀態機(fsm),狀態使用函式表示,而事件就是訊息。具體不再展開

4.超時設定

erlang中的receive語法可以新增乙個額外選項:timeout,類似:

receive

message1 [when guard1] ->

actions1 ;

message2 [when guard2] ->

actions2 ;

after

timeoutexpr ->

actionst

end

after之後的timeoutexpr表示式返回乙個整數time(毫秒級別),時間的精確程度依賴於erlang在作業系統或者硬體的實現。如果在time毫秒內,沒有乙個訊息被選中,超時設定將生效,也就是actiont將執行。time有兩個特殊值:

1)infinity(無窮大),infinity是乙個atom,指定了超時設定將永遠不會被執行。

2) 0,超時如果設定為0意味著超時設定將立刻執行,但是系統將首先嘗試當前「郵箱」裡的訊息。

超時的常見幾個應用,比如掛起當前程序多少毫秒:

sleep(time) ->

receive

after time ->

true

end.

比如清空程序的「郵箱」,丟棄「郵箱」裡的所有訊息:

flush_buffer() ->

receive

anymessage ->

flush_buffer()

after 0 ->

true

end.

將當前程序永遠掛起:

suspend() ->

receive

after

infinity ->

true

end.

超時也可以應用於實現定時器,比如下面這個例子,建立乙個程序,這個程序將在設定時間後向自己傳送訊息:

-module(timer).

-export([timeout/2,cancel/1,timer/3]).

timeout(time, alarm) ->

spawn(timer, timer, [self(),time,alarm]).

cancel(timer) ->

timer ! .

timer(pid, time, alarm) ->

receive

->

true

after time ->

pid ! alarm

end.

5、註冊程序

為了給程序傳送訊息,我們需要知道程序的pid,但是在某些情況下:在乙個很大系統裡面有很多的全域性servers,或者為了安全考慮需要隱藏程序pid。為了達到可以傳送訊息給乙個不知道pid的程序的目的,我們提供了註冊程序的辦法,給程序們註冊名字,這些名字必須是atom。

基本的呼叫形式:

register(name, pid)

將name與程序pid聯絡起來

unregister(name)

取消name與相應程序的對應關係。

whereis(name)

返回name所關聯的程序的pid,如果沒有程序與之關聯,就返回atom:undefined

registered()

返回當前註冊的程序的名字列表

6.程序的優先順序

設定程序的優先順序可以使用bifs:

process_flag(priority, pri) 

pri可以是normal、low,預設都是normal

優先順序高的程序將相對低的執行多一點。

7.程序組(process group)

所有的erlang程序都有乙個pid與乙個他們共有的稱為group leader相關聯,當乙個新的程序被建立的時候將被加入同乙個程序組。最初的系統程序的group leader就是它自身,因此它也是所有被建立程序及子程序的group leader。這就意味著erlang的程序被組織為一棵tree,其中的根節點就是第乙個被建立的程序。下面的bifs被用於操縱程序組:

group_leader()

返回執行程序的group leader的pid

group_leader(leader, pid)

設定程序pid的group leader為程序的leader 

8.erlang的程序模型很容易去構建client-server的模型,書中有一節專門討論了這一點,著重強調了介面的設計以及抽象層次的隔離問題,不翻譯了。

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