Erlang入门(二)—并发编程
生活随笔
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Erlang入门(二)—并发编程
小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.
Erlang中的process——進(jìn)程是輕量級的,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)程間并沒有一個繼承體系,當(dāng)然,應(yīng)用開發(fā)者可以設(shè)計(jì)這樣一個繼承體系。
??? 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(jìn)程的標(biāo)識符(Pid)。
如果在一個已知進(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:
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Erlang進(jìn)程都有一個“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(jī)制保證了沒有消息會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,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)先級別下文再講。
??? 如何接受特定進(jìn)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(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,我添加了簡單注釋:
-module(counter).
-compile(export_all).
%?start(),返回一個新進(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.超時設(shè)置
??? Erlang中的receive語法可以添加一個額外選項(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(shí)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(yuǎn)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(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. ??? 超時也可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)定時器,比如下面這個例子,創(chuàng)建一個進(jìn)程,這個進(jìn)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(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)送消息給一個不知道Pid的進(jìn)程的目的,我們提供了注冊進(jìn)程的辦法,給進(jìn)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(jìn)程Pid聯(lián)系起來
unregister(Name)
取消Name與相應(yīng)進(jìn)程的對應(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)前注冊的進(jìn)程的名字列表
6.進(jìn)程的優(yōu)先級
設(shè)定進(jìn)程的優(yōu)先級可以使用BIFs:
process_flag(priority, Pri)?
Pri可以是normal、low,默認(rèn)都是normal
優(yōu)先級高的進(jìn)程將相對低的執(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(jìn)程被創(chuàng)建的時候?qū)⒈患尤胪粋€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。
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)程間并沒有一個繼承體系,當(dāng)然,應(yīng)用開發(fā)者可以設(shè)計(jì)這樣一個繼承體系。
??? 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(jìn)程的標(biāo)識符(Pid)。
如果在一個已知進(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:
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Erlang進(jìn)程都有一個“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(jī)制保證了沒有消息會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,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)先級別下文再講。
??? 如何接受特定進(jìn)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(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,我添加了簡單注釋:
-module(counter).
-compile(export_all).
%?start(),返回一個新進(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.超時設(shè)置
??? Erlang中的receive語法可以添加一個額外選項(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(shí)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(yuǎn)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(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. ??? 超時也可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)定時器,比如下面這個例子,創(chuàng)建一個進(jìn)程,這個進(jìn)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(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)送消息給一個不知道Pid的進(jìn)程的目的,我們提供了注冊進(jìn)程的辦法,給進(jìn)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(jìn)程Pid聯(lián)系起來
unregister(Name)
取消Name與相應(yīng)進(jìn)程的對應(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)前注冊的進(jìn)程的名字列表
6.進(jìn)程的優(yōu)先級
設(shè)定進(jìn)程的優(yōu)先級可以使用BIFs:
process_flag(priority, Pri)?
Pri可以是normal、low,默認(rèn)都是normal
優(yōu)先級高的進(jìn)程將相對低的執(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(jìn)程被創(chuàng)建的時候?qū)⒈患尤胪粋€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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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Erlang入门(二)—并发编程的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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