![Erlang 开发及应用 [email_address]](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-1-320.jpg)
![Erlang Hello World 代码 hello.erl: 1 -module(hello). 2 -compile([export_all]). 3 4 main() -> 5 io:format("hello world!~n"). 编译 : $ erlc hello.erl 运行 : $ erl Eshell V5.7.1 (abort with ^G) 1> hello:main(). hello world! ok](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-5-320.jpg)
![Erlang Hello World CON'T 1 -module(hello). 声明模块名称 , 其必须和文件名一致 . 模块是 Erlang 项目中代码组织的基本方式 . 2 -compile([export_all]). 指明编译选项 ,export_all 用来导出所有本模块中的函数 ,exported function 是模块的接口 , 其他模块只能调用 exported function 4 main() -> 为函数头 (head), 包含函数名称和参数 , 后紧随一个 '->' 分割符 5 io:format("hello world!~n"). 为函数体 (body), 包含 Erlang 表达式 , 这里调用 io 模块的 format 函数在默认输出中打印 "hello world!" 在上面的运行结果中 , 最后有一个 "ok", 这是 io:format/1 的返回值 , 表示打印成功 ,Erlang 中任何函数都有返回值 .](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-6-320.jpg)
![Erlang 语法 Data Types 8 种基本类型 integer - 4, -4, 2#100, 16#4, 920828990801238101010.. float - 3.0, 3.5e2, 6.5e-2, (IEEE754 64bit) atom - hello, your_name, root@host, 'IsAtom' binary - <<"some text">> reference - make_ref(), 一个随机值 fun - fun() -> some_expr end port - 与外部应用进行交互的接口 pid - process identifier, 用来操作 process 2 种复合类型 tuple - {foo, male, 28, china, <<"i love erlang">>} list - [{ip, any}, {port, 1234}, binary]](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-7-320.jpg)
![Erlang 语法 CON'T (2) 自定义协议 假如我们 定义了一个协议 , 前 2 bytes(16 位 ) 标记消息体的长度 , 后面为消息体 , 最后为占用 1 个 byte 的结尾符 0xef, 示意图如下 : [--- length ---][--------- payload ------][ef] |------ 2 -------|---------- Length -------|-1-| ( 单位 byte) 则对应的 binary 匹配表达式如下 : ... Packet = ... case Packet of <<Len:16, PayLoad:Len/binary, 16#ef>> -> {body, PayLoad}; _ -> {error, invalid_packet} end.](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-10-320.jpg)
![Erlang 语法 CON'T 函数 一切皆函数 , 每个调用都有 return, 函数可以作为基本数 据类型 . 作为返回值 : op_fun('+') -> fun(N1, N2) -> N1 + N2 end; op_fun('-') -> fun(N1, N2) -> N1 - N2 end. 作为参数 : > FIsEven = fun(E) -> E band 2#1 =:= 0 end. > lists:filter(FIsEven, [1, 2, 3, 4, 5, 6]). > [2, 4, 6]](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-12-320.jpg)
![Erlang 并发 CON'T 创建 Process spawn(Fun), 比如 > spawn(fun() -> io:format("i'm ~p~n", [self()]) end). i'm <0.33.0> <0.39.0> spawn(Mod, Fun, Args), 比如 > spawn(io, format, ["i'm ~p~n", [self()]]). i'm <0.33.0> <0.41.0> spawn_link, spawn_opt, spawn_monitor ... 销毁 Process 进程内部调用 exit(Reason), 比如 exit(normal), 正常退出 进程内部发生异常导致程序退出 其他进程调用 exit(PidBeTerminate, Reason)](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-16-320.jpg)
![Erlang 分布式 Erlang Node 是分布式通讯的基本单元 , 可以位于同一机器 or 多台机器 , 实现了原语级的节点通讯 Erlang Node 通过 erl -sname Name or erlang -name Name 启动 , 同一台机器可以启动多个 Node 每台机器上启动 Erlang Node 时 , 都会启动一个 epmd(Erlang Port Mapper Daemon, port 4396), 用来进行 Node 和 Machine 之间的映射 不同机器的 Node 之间通过 Tcp 连接进行 Message 传输 ( 可以自定义分布式通讯实现 , 如通过 ssh) global 维护一个全局的 Nodes 网络 spawn[_link|_opt] 都具有分布式版本 , 可以再其他节点创建 Process](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-19-320.jpg)
![Erlang 代码片段 求某个数的阶乘 factorial(0) -> 1; factorial(N) -> N ＊ factorial(N-1). 获取远程机器的 issue 信息（ linux) -module(issue). -compile([export_all]). %% start server server() -> register(issue_server, spawn(fun server_loop/0)). server_loop() -> receive {From, {get, issue}} -> From ! {issue, get_issue()}; _ -> ok end, server_loop().](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-26-320.jpg)
![Erlang 代码片段 CON't get_issue() -> {ok, Bin} = file:read_file("/etc/issue"), Bin. %% start client client(ServerNode) -> true = net_kernel:connect_node(ServerNode), {issue_server, ServerNode} ! {self(), {get, issue}}, receive {issue, Issue} -> io:format("server issue:~s~n", [Issue]) after 1000 -> io:format("receive issue time out~n") end. 调用： $ erl -sname server (server@litao)1> issue:server(). true $ erl -sname client (client@litao)1> issue:client('server@litao'). server issue:Ubuntu 9.04 \n \l](https://image.slidesharecdn.com/erlang-090618002655-phpapp02/85/Erlang-27-320.jpg)
Erlang开发及应用
- 2. What is Erlang? ER icsson LANG uage? 函数式编程语言 (FP) 面向并发 (OC), 基于消息 Ericsson 创建 , 最初用于电信系统开发 成熟 , 稳定 , 具有 20 多年历史 适于电信系统 , 分布式系统 , 高并发服务器 Open Source, 跨平台 , GC 不适于底层系统开发
- 3. History 1980s Ericsson 实验室思考如何轻松开发电信系统应用 1987 年左右 , Erlang 浮出水面 1989 年 JAM 虚拟机 C 语言实现 1996 年 OTP 项目启动 , 融合开发经验 , 提供易用 , 强大的 Erlang 开发库 1998 年开源 2007 年《 Programming Erlang 》出版 目前版本 Erlang R13B1 (5.7.2)
- 4. Erlang 优势 多核 SMP 支持 内建分布式支持 基于轻量进程及消息的高并发模型 代码热替换 开发速度快 , 高性能 , 高稳定性 FP 编程 , 代码灵活高效 , 副作用小 丰富的分析及监控程序 经过商业产品 , 长久大规模验证 OpenSource, 代码面前无秘密
- 5. Erlang Hello World 代码 hello.erl: 1 -module(hello). 2 -compile([export_all]). 3 4 main() -> 5 io:format("hello world!~n"). 编译 : $ erlc hello.erl 运行 : $ erl Eshell V5.7.1 (abort with ^G) 1> hello:main(). hello world! ok
- 6. Erlang Hello World CON'T 1 -module(hello). 声明模块名称 , 其必须和文件名一致 . 模块是 Erlang 项目中代码组织的基本方式 . 2 -compile([export_all]). 指明编译选项 ,export_all 用来导出所有本模块中的函数 ,exported function 是模块的接口 , 其他模块只能调用 exported function 4 main() -> 为函数头 (head), 包含函数名称和参数 , 后紧随一个 '->' 分割符 5 io:format("hello world!~n"). 为函数体 (body), 包含 Erlang 表达式 , 这里调用 io 模块的 format 函数在默认输出中打印 "hello world!" 在上面的运行结果中 , 最后有一个 "ok", 这是 io:format/1 的返回值 , 表示打印成功 ,Erlang 中任何函数都有返回值 .
- 7. Erlang 语法 Data Types 8 种基本类型 integer - 4, -4, 2#100, 16#4, 920828990801238101010.. float - 3.0, 3.5e2, 6.5e-2, (IEEE754 64bit) atom - hello, your_name, root@host, 'IsAtom' binary - <<"some text">> reference - make_ref(), 一个随机值 fun - fun() -> some_expr end port - 与外部应用进行交互的接口 pid - process identifier, 用来操作 process 2 种复合类型 tuple - {foo, male, 28, china, <<"i love erlang">>} list - [{ip, any}, {port, 1234}, binary]
- 8. Erlang 语法 CON'T Pattern Match 语言层级的模式匹配 , 代码更加简洁 . 适用于函数调用 , case, receive, try 表达式及 "=" 操作 case Value of N when is_integer(N) -> N; _ when is_list(Value) -> list_to_integer(Value) end 变量 大写字母或 "_" 开头 , 只能包含数字 , 字母 ,"_", "@". 如 X, Name1, _Phone, _, Host@ 变量分为 Unbound 和 Bound, Unbound 变量只能用在模式匹配中 . 变量 Bound 后 ,Value 就不可修改 变量只能单次赋值 ( 并发及调试考虑 ) N = 3 (ok) N = 4 ( oops! not match)
- 9. Erlang 语法 CON'T Binary 匹配 使用 binary 可以轻松的实现二进制协议 . (1) 解析 IP 包 : -define(IP_VERSION, 4). -define(IP_MIN_HDR_LEN, 5). ... DgramSize = size(Dgram), case Dgram of <<?IP_VERSION:4, HLen:4, SrvcType:8, TotLen:16, ID:16, Flgs:3, FragOff:13, TTL:8, Proto:8, HdrChkSum:16, SrcIP:32, DestIP:32, RestDgram/binary>> when HLen >= 5, 4*HLen =< DgramSize -> OptsLen = 4*(HLen - ?IP_MIN_HDR_LEN), <<Opts:OptsLen/binary,Data/binary>> = RestDgram,
- 10. Erlang 语法 CON'T (2) 自定义协议 假如我们 定义了一个协议 , 前 2 bytes(16 位 ) 标记消息体的长度 , 后面为消息体 , 最后为占用 1 个 byte 的结尾符 0xef, 示意图如下 : [--- length ---][--------- payload ------][ef] |------ 2 -------|---------- Length -------|-1-| ( 单位 byte) 则对应的 binary 匹配表达式如下 : ... Packet = ... case Packet of <<Len:16, PayLoad:Len/binary, 16#ef>> -> {body, PayLoad}; _ -> {error, invalid_packet} end.
- 11. Erlang 语法 CON'T 序列化与反序列化 Erlang 中序列化非常简单 term_to_binary/1 - 将任意数据转化为二进制序列 binary_to_term/1 - 将编码的二进制数据转化为 Erlang 数据 比如 : Obj = {apple, {price, 2.0}, {origin, shandong}}, Bin = term_to_binary(Obj), Obj = binary_to_term(Bin) CouchDB 中大量使用 erlang 的序列化相关函数，完成数据的存储与加载 .
- 12. Erlang 语法 CON'T 函数 一切皆函数 , 每个调用都有 return, 函数可以作为基本数 据类型 . 作为返回值 : op_fun('+') -> fun(N1, N2) -> N1 + N2 end; op_fun('-') -> fun(N1, N2) -> N1 - N2 end. 作为参数 : > FIsEven = fun(E) -> E band 2#1 =:= 0 end. > lists:filter(FIsEven, [1, 2, 3, 4, 5, 6]). > [2, 4, 6]
- 13. Erlang 语法 CON'T Tail Recursion 尾递归 Erlang 中没有 for, while 关键字 可以利用递归实现循环 在 server 开发中 , 确保使用尾递归 : server_loop(Args) -> ...some action... server_loop(Args). 使用尾递归 , 可以消耗很少的内存 , 仅仅是一个地址跳转 . server_loop(Args) -> ...some action... server_loop(Args), other_fun().
- 14. Erlang 语法 CON'T 发送 Message "!" 基于消息通信 ,No Lock! No Shared Memroy! Pid ! {msg, "hello, I love erlang"} 向 Pid( 本地或远程主机 ) 代表的进程发送消息 receive 1, 阻塞等待任意消息 : receive Msg -> ok end 3, 等待消息 , 超时为 5 sec: receive Msg -> ok after 5000 -> timeout end 2, 实现 sleep: receive after Time -> ok end 4, 检测是否存在消息 : receive SomeMsg -> exist after 0 -> no_exist end
- 15. Erlang 并发 关于 Process 每个 Process 拥有一个 mailbox ，保存消息 Processes 之间通过发送异步 Message 进行交互 , 无共享状态 轻量 , 兼有 OS Process 的隔离及 OS Thread 的高效 Process 具有自己 Stack, Heap, GC Process 可以位于 Local, 也可以位于 Remote Machine Process 能够进行多种形式的管理及控制 (link, monitor, exit signal) Process 为 erlang 高并发 , 高容错 , 分布式的基础 并发 Process 数 : default 32768, max 268435456
- 16. Erlang 并发 CON'T 创建 Process spawn(Fun), 比如 > spawn(fun() -> io:format("i'm ~p~n", [self()]) end). i'm <0.33.0> <0.39.0> spawn(Mod, Fun, Args), 比如 > spawn(io, format, ["i'm ~p~n", [self()]]). i'm <0.33.0> <0.41.0> spawn_link, spawn_opt, spawn_monitor ... 销毁 Process 进程内部调用 exit(Reason), 比如 exit(normal), 正常退出 进程内部发生异常导致程序退出 其他进程调用 exit(PidBeTerminate, Reason)
- 17. Erlang 并发 CON'T 基于 Process 的 http server 框架 (one loop process, per conection per process): setup up listen socket, spawn(listen_process). in listen_process: while can accept new client connect accept , spawn(client_process) loop in client_process: process protocol, close socket.
- 18. Erlang 并发 CON'T 使用 Erlang 我们可以 : 以清晰的风格开发高并发的应用 我们将不在受困于 : 线程池的复杂 死锁 , 竞赛的窘迫 内存泄露 局部问题 , 导致的全局崩溃 与跨平台多核 SMP 的格格不入
- 19. Erlang 分布式 Erlang Node 是分布式通讯的基本单元 , 可以位于同一机器 or 多台机器 , 实现了原语级的节点通讯 Erlang Node 通过 erl -sname Name or erlang -name Name 启动 , 同一台机器可以启动多个 Node 每台机器上启动 Erlang Node 时 , 都会启动一个 epmd(Erlang Port Mapper Daemon, port 4396), 用来进行 Node 和 Machine 之间的映射 不同机器的 Node 之间通过 Tcp 连接进行 Message 传输 ( 可以自定义分布式通讯实现 , 如通过 ssh) global 维护一个全局的 Nodes 网络 spawn[_link|_opt] 都具有分布式版本 , 可以再其他节点创建 Process
- 20. Erlang 分布式 CON'T rpc 模块可以在其他 Node 上执行操作 slave, remsh, remote shell 等方式启动 , 连接 Erlang Node Erlang 中进程具有位置透明性 通过 message 及 receive 表达式 , 轻松实现同步 or 异步 , timeout 等网络通信中多种机制 Erlang 本身提供 tcp,udp 等常规的网络编程方式 使用 Erlang 内建分布式机制 , 可以快速开发多种应用 , 也可以基于 socket 开发各种专有应用
- 21. Erlang 分布式 CON'T
- 22. Erlang 分布式 CON'T 节点 A2 连接节点 B2 步骤 Node A2, B2 启动 , 绑定一个本机端口 , 并注册到本机的 epmd(default port 4396) A2 连接 HostB epmd, 请求获取 B2 节点的绑定端口 HostB epmd 将 B2 的 bind port 及 dist 协议版本等信息返回给 A2 A2 与 B2 协商 , 建立 tcp 连接 , 如果连接成功 , 维护一个 tick, 来定期检测 B2 节点 A2 与 B2 节点之间的消息 , 通过此连接进行发送
- 23. Erlang OTP OTP(Open Telecom Platform) ，其定义了一系列项目开发中需要的模式及部署升级策略，为提高开发效率，构建高效，稳定系统提供了巨大的帮助。 同最初时的专有电信平台应用已没有太多关系 当前系统都是采用 OTP 进行开发 Erlang 中各种 lib 都是基于 OTP 开发 可以理解成某种轻量的框架，或者具体化的设计模式 behaviours 包含 :application, supervisor, gen_server, gen_fsm, gen_event application ， release ， release handling 提供应用的部署，升级，回退等实现
- 24. Erlang OTP CON'T Behaviours 通过定义一些简单的 callback 模块实现特定功能 . application － 定义 application ，实现某种功能，由其他 behaviours 组成 supervisor - 定义一个 supervisor tree ，实现各种策略的任务重启机制 gen_server - 定义一个通用的 server 模型，一个 process loop ，提供同步异步接口 gen_fsm - 实现一个状态机 gen_event - 实现一个 event manager 及 event handler 模型
- 25. 与其它语言的交互 External App 外部应用崩溃不会影响 Erlang 虚拟机 Ports - 通过 port 与外部应用交互 (stdin/stdout) Erl_Iterface - 提供 c 的封装，方便开发 port 应用 Link in Driver shared library (SO in Unix, DLL in Windows) ，影响 Erlang 虚拟机稳定性（不推荐） Port dirvers - 提供 c 封装，运行在 erlang 虚拟机内部 C Nodes 遵照 erlang 的交互协议， 使用 c 实现的一个 erlang node Jinterface 提供一系列与 Erlang 进行交互的 Java 包
- 26. Erlang 代码片段 求某个数的阶乘 factorial(0) -> 1; factorial(N) -> N ＊ factorial(N-1). 获取远程机器的 issue 信息（ linux) -module(issue). -compile([export_all]). %% start server server() -> register(issue_server, spawn(fun server_loop/0)). server_loop() -> receive {From, {get, issue}} -> From ! {issue, get_issue()}; _ -> ok end, server_loop().
- 27. Erlang 代码片段 CON't get_issue() -> {ok, Bin} = file:read_file("/etc/issue"), Bin. %% start client client(ServerNode) -> true = net_kernel:connect_node(ServerNode), {issue_server, ServerNode} ! {self(), {get, issue}}, receive {issue, Issue} -> io:format("server issue:~s~n", [Issue]) after 1000 -> io:format("receive issue time out~n") end. 调用： $ erl -sname server (server@litao)1> issue:server(). true $ erl -sname client (client@litao)1> issue:client('server@litao'). server issue:Ubuntu 9.04 \n \l
- 28. 产品开发流程 架构设计 单台 or 分布式？ Master-Slave or Grid? Monitor, Failover, Net Comunication, Database, Replica ... OTP Behaviour how many application? use supervisor, gen_server, gen_fsm, gen_event Coding, 及单元测试用例 . 每个 module 都经过测试 (eunit) 编写系统测试框架，覆盖测试，确保系统正确 (common test) 压力测试，分析性能瓶颈，进行优化 (fprof) 系统上线，监控功能 (ganglia, nagios, monit) 新的功能或需求，重复 2-7
- 29. 一些工具 appmon - OTP application 监控工具 cover - erlang 代码覆盖测试 ntop - 显示 Node 中进程信息 (unix top) make - erlang 中的 make 工具 pman - erlang 中进程管理器 tv - ets 和 mnesia 查看器 fprof - erlang 系统性能分析 common_test - erlang 测试框架 dialyzer - 代码静态分析 debugger - 单步调试工具，基于 (tcl/tk ）
- 30. 学习资源 Erlang 官方网站 http://www.erlang.org/doc Erlang China http://www.erlang-china.org/ Erlang Mailist http://www.nabble.com/Erlang-Questions-f14096.html Erlang Planet http://www.planeterlang.org/ Erlang 非业余研究 http://mryufeng.javaeye.com/ Erlang Display http://erlangdisplay.javaeye.com/
- 31. 开源项目 ejabberd - the Erlang Jabber/XMPP daemon RabbitMQ - AMQP server CouchDB - schema-free document database Tsung - multi-protocol distributed load testing Scalaris - distributed key-value store Disco - MapReduce Framework Mochiweb - Powerful Http Server Tookit 自己动手发起 erlang 开源项目 !
- 32. 案例 AXD301 高并发的电信交换机 99.9999999% 可靠性 (~3ms 故障 / 年 ) 超过 100 万行 Erlang 代码 软实时系统 高容错
- 33. 案例 WEB IM 后台 (mochiweb) 7+ 百万活跃用户 ～ 100 server ajax + comet(long-polling)
- 34. 更多应用