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Erlang入門（二）—並發編程
Erlang中的process——進程是輕量級的，並且進程間無共享。查了很多資料，似乎沒人說清楚輕量級進程算是什麼概念，繼續查找中。。。閑話不提，進入並發編程的世界。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.進程的創建
進程是一種自包含的、分隔的計算單元，並與其他進程並發運行在係統中，在進程間並沒有一個繼承體係，當然，應用開發者可以設計這樣一個繼承體係。
進程的創建使用如下語法：
Pid = spawn(Module, FunctionName, ArgumentList)
spawn接受三個參數：模塊名，函數名以及參數列表，並返回一個代表創建的進程的標識符（Pid）。
如果在一個已知進程Pid1中執行：
Pid2 = spawn(Mod, Func, Args)
那麼，Pid2僅僅能被Pid1可見，Erlang係統的安全性就構建在限製進程擴展的基礎上。2.進程間通信
Erlang進程間的通信隻能通過發送消息來實現，消息的發送使用!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結構，隻要他們的結果返回的是進程標記符和消息。消息的接受是使用receive關鍵字，語法如下：
receive
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
end
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
end
每一個Erlang進程都有一個“郵箱”，所有發送到進程的消息都按照到達的順序存儲在“郵箱”裏，上麵所示的消息Message1,Message2，當它們與“郵箱”裏的消息匹配，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”裏的消息匹配是有選擇性的，隻有匹配的消息將被觸發相應的Action，而沒有匹配的消息將仍然保留在“郵箱”裏。這一機製保證了沒有消息會阻塞其他消息的到達。
消息到達的順序並不決定消息的優先級，進程將輪流檢查“郵箱”裏的消息進行嚐試匹配。消息的優先級別下文再講。
如何接受特定進程的消息呢？答案很簡單，將發送方(sender)也附送在消息當中，接收方通過模式匹配決定是否接受，比如：
Pid ! {self(),abc}
給進程Pid發送消息{self(),abc}，利用self過程得到發送方作為消息發送。然後接收方：
receive
{Pid1,Msg} ->
end
通過模式匹配決定隻有Pid1進程發送的消息才接受。{Pid1,Msg} ->
end
3.一些例子
僅說明下書中計數的進程例子,我添加了簡單注釋：
-module(counter).
-compile(export_all).
% start()，返回一個新進程，進程執行函數loop
start()->spawn(counter, loop,[0]).
% 調用此操作遞增計數
increment(Counter)->
Counter!increament.
% 返回當前計數值
value(Counter)->
Counter!{self(),value},
receive
{Counter,Value}->
%返回給調用方
Value
end.
%停止計數
stop(Counter)->
Counter!{self(),stop}.
loop(Val)->
receive
%接受不同的消息，決定返回結果
increament->
loop(Val+1);
{From,value}->
From!{self(),Val},
loop(Val);
stop->
true;
%不是以上3種消息，就繼續等待
Other->
loop(Val)
end.
-compile(export_all).
% start()，返回一個新進程，進程執行函數loop
start()->spawn(counter, loop,[0]).
% 調用此操作遞增計數
increment(Counter)->
Counter!increament.
% 返回當前計數值
value(Counter)->
Counter!{self(),value},
receive
{Counter,Value}->
%返回給調用方
Value
end.
%停止計數
stop(Counter)->
Counter!{self(),stop}.
loop(Val)->
receive
%接受不同的消息，決定返回結果
increament->
loop(Val+1);
{From,value}->
From!{self(),Val},
loop(Val);
stop->
true;
%不是以上3種消息，就繼續等待
Other->
loop(Val)
end.
調用方式：
1> Counter1=counter:start().
<0.30.0>
2> counter:value(Counter1).
0
3> counter:increment(Counter1).
increament
4> counter:value(Counter1).
1
<0.30.0>
2> counter:value(Counter1).
0
3> counter:increment(Counter1).
increament
4> counter:value(Counter1).
1
基於進程的消息傳遞機製可以很容易地實現有限狀態機（FSM），狀態使用函數表示，而事件就是消息。具體不再展開
4.超時設置
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
Message1 [when Guard1] ->
Actions1 ;
Message2 [when Guard2] ->
Actions2 ;
after
TimeOutExpr ->
ActionsT
end
after之後的TimeOutExpr表達式返回一個整數time（毫秒級別），時間的精確程度依賴於Erlang在操作係統或者硬件的實現。如果在time毫秒內，沒有一個消息被選中，超時設置將生效，也就是ActionT將執行。time有兩個特殊值：
1)infinity(無窮大)，infinity是一個atom，指定了超時設置將永遠不會被執行。
2) 0，超時如果設定為0意味著超時設置將立刻執行，但是係統將首先嚐試當前“郵箱”裏的消息。
超時的常見幾個應用，比如掛起當前進程多少毫秒：
sleep(Time) ->
receive
after Time ->
true
end.
比如清空進程的“郵箱”,丟棄“郵箱”裏的所有消息：receive
after Time ->
true
end.
flush_buffer() ->
receive
AnyMessage ->
flush_buffer()
after 0 ->
true
end.
將當前進程永遠掛起：receive
AnyMessage ->
flush_buffer()
after 0 ->
true
end.
suspend() ->
receive
after
infinity ->
true
end.
超時也可以應用於實現定時器，比如下麵這個例子，創建一個進程，這個進程將在設定時間後向自己發送消息：receive
after
infinity ->
true
end.
-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.
-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：在一個很大係統裏麵有很多的全局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。
基本的調用形式：
register(Name, Pid)
將Name與進程Pid聯係起來
unregister(Name)
取消Name與相應進程的對應關係。
whereis(Name)
返回Name所關聯的進程的Pid，如果沒有進程與之關聯，就返回atom:undefined
registered()
返回當前注冊的進程的名字列表
將Name與進程Pid聯係起來
unregister(Name)
取消Name與相應進程的對應關係。
whereis(Name)
返回Name所關聯的進程的Pid，如果沒有進程與之關聯，就返回atom:undefined
registered()
返回當前注冊的進程的名字列表
6.進程的優先級
設定進程的優先級可以使用BIFs:
process_flag(priority, Pri)
Pri可以是normal、low,默認都是normal
優先級高的進程將相對低的執行多一點。
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相關聯，當一個新的進程被創建的時候將被加入同一個進程組。最初的係統進程的Group Leader就是它自身，因此它也是所有被創建進程及子進程的Group Leader。這就意味著Erlang的進程被組織為一棵Tree，其中的根節點就是第一個被創建的進程。下麵的BIFs被用於操縱進程組：
group_leader()
返回執行進程的Group Leader的Pid
group_leader(Leader, Pid)
設置進程Pid的Group Leader為進程的Leader
8.Erlang的進程模型很容易去構建Client-Server的模型，書中有一節專門討論了這一點，著重強調了接口的設計以及抽象層次的隔離問題，不翻譯了
最後更新：2017-05-17 14:02:00