リソヴァスクのアーラン、パート1-言語の概要

この記事と後続の記事（ パート2 ）では、Erlang / Erlangプログラミング言語、 Risovaskaプロジェクトでの使用、およびサーバーパーツで使用したアプリケーションと既製のモジュール（ほとんどがErlangでも記述されています）について説明します。



HabréのErlang / Erlangを見たとき、私はそのトピックが少しカバーされていることに気づきました、言語のトピックに関するいくつかの本当に良い記事しかありません（たとえば、 alex_blankによって翻訳された言語の作成者からの素晴らしい記事があります。 そのため、私は最初に言語自体と、その言語と従来の言語との違いについて説明します。

仮想マシンとノード

まず、Erlangで書かれたプログラムは仮想マシン内でのみ実行されることを明確にしたいと思います。仮想マシンはErlangではノードと呼ばれます。 ほとんどのオペレーティングシステム（Windows、Linux、Mac OS、FreeBSD、ErlangはiPhoneでも起動されたと読みました）には、仮想マシン（またはErlang / OTP ）のバージョンがあります。 Cのソースコードはオープンであるため、オペレーティングシステムのコンパイルは問題になりません。 同じコンピューター上で複数のノードを実行できますが、これはほとんど必要ありません。 ネットワーク上の他のコンピューター上の他のノードと通信するには、各ノードに固有の名前が必要です。 ネットワーク上の他のノードとの相互作用が予想されない場合、ノードに名前がない可能性があります。 ノード名の形式は次のとおりです。「名前@ IPまたはコンピューター名」。 たとえば、ローカルネットワークの例：test@192.168.0.101。 ネイティブプロセッサコードにはErlangプログラムのコンパイラであるHiPE（ 高性能ネイティブコードコンパイラ ）もあります。 Erlang / OTPの一部です。 HiPEは、バイナリデータ（ほぼ10倍）と浮動小数点演算（浮動小数点演算）で作業する場合に最大の加速を提供します。他の場合、速度の増加はわずかです。

一度だけ値を割り当てることができる変数

他の言語では利用できないErlangのクールな点と、従来のプログラミング言語（C、Delphi、Basicなど）のプログラマーにとってそれほど頭が痛いのは何ですか？



Erlangには変数がありますが、値を割り当てた後は変更できません。 これらの変数は何ですか？ はい、これらはまだ変数であるため、2つの状態があります：無関係（値がまだ割り当てられていない）とバインド（値が割り当てられている）。 そして、これは偶然ではなく言語で行われます。 まず、仮想マシンのガベージコレクションが大幅に簡素化されます（ポインターに従う必要はありません）。 第二に、プロセス間で何も共有しないため、あるプロセスが別のプロセスのデータを損傷することを恐れることなく、多くの別個のプロセスに分割されるアルゴリズムを簡単に作成できます。

再帰

しかし、変数の値を変更できない場合、たとえば、どのようにループを実装できますか？ 再帰！ Erlangで数値XのN乗を行う最も簡単な例を次に示します。



raising(1, _X, Result) ->

Result;

raising(N, X, Result) ->

raising(N-1, X, Result*X).







コンパクトで美しい。 たとえば、raising（3、10、10）は1000を返します。ところで、raising（2000、2、2）と書くことができます。 非常に大きな数が表示されますが、計算は問題なく完了します。 Erlangの別の興味深いプロパティはここに隠されています。変数の厳密な型付けはありませんが、それについては後で詳しく説明します。



再帰は悪い、とあなたは言います！ ただし、Erlangではなく、再帰が末尾再帰として記述されている場合、つまり、関数がそれ自体を呼び出した後に何も実行されない場合です。 上記の例は、末尾再帰の単なる例です。（N-1、X、Amount * X）を上げた後は何もありません。 そして、仮想マシンはスタック上の関数呼び出しを記憶する必要がありません。 彼女はすぐにそれらを忘れるので、それは非常に迅速に機能し、ネストの数に制限はありません。

プロセス

ノードで実行されるものはすべて、個別のプロセス、または別のプロセスの一部です。 プロセスは他のプロセスを生成し、互いにフォローできます。 各プロセスには、PIDと呼ばれる独自の番号があります。 さらに、これは非常に重要であり、PIDは1つのノードだけでなく、ネットワーク上のすべてのノードで一意です！ プロセスは、self（）関数を呼び出すことにより、自身のPIDを認識できます。 関数を別のプロセスとして実行する例を次に示します。



Pid = spawn(?MODULE, raising, [3, 10, 10]).







PIDに加えて、任意のプロセスに一意の名前を付けることができます。



register(unique_name, Pid).







その後、PIDを知らなくても、ネットワーク上の任意のノードから名前でそのようなプロセスにアクセスすると便利です。



繰り返しますが、すべてがゆっくり動作するという疑問が生じるかもしれません。 まあ、いや！ まず、Erlangのプロセスはオペレーティングシステムのプロセスとは関係ありません（Erlangには独自のプロセススケジューラがあります）。 典型的な中型マシンでは、単純なプロセスは毎秒約350,000から始まります。 プロセスは多くのメモリを消費するのでしょうか？ 大したことはありません：4kbから最も単純なプロセスまで。 さらに、プロセスは起動直後に休止状態になる可能性があります。その後、プロセスごとに一般的にメモリサイズを1kbに減らすことができます。



相互に対話するために、プロセスは相互にメッセージを送信できます。



Pid ! {self(), hi}.







さらに、同じノードのプロセスにメッセージを送信するか、ネットワーク上の別のコンピューターにメッセージを送信するかによって構文は変わりません！



そのため、プロセスによってメッセージが受信されます。



receive

{Pid, hi} ->

Pid ! hello;

OtherMessage ->

Io:format(“I received some strange message: ~p~n”, [OtherMessage])

end.







同意して、メッセージを送受信するためのコードは非常にコンパクトです。 上記の例では、プロセスはメッセージを受信するまで永久に待機します。 これは、「after N」ブロックを受信構成に追加することで回避できます。Nは、メッセージの受信を待機するミリ秒数です。

主な機能

Erlangの概要：

• プロセスの作成と破棄は非常に高速です。
• プロセス間のメッセージングは​​非常に高速です。
• 多くのプロセスを開始できます（実際には、1つのノードで2000万プロセス、理論上は最大1億2000万プロセスを起動しました）。
• プロセスは何も共有せず、完全に独立しています。
• プロセス間の対話の主な方法は次のとおりです。メッセージを送信します。

また、Erlangで100万の同時接続を提供するコメットサーバーの作成について説明する良い記事は次のとおりです。http ： //www.metabrew.com/article/a-million-user-comet-application-with-mochiweb-part-3/ （記事3つの部分で構成されます） 。 Erlangでは、この問題は非常に簡単に解決されます。

種類

Erlangの変数には、任意の型の値を割り当てることができます。 ただし、組み込み関数（is_integer、is_binaryなど）を使用して、特定の変数に含まれる値のタイプを確認することもできます。 通常、言語に厳密な型付けがないことは欠点と見なされますが、実際には、この利点がプログラムの柔軟性を大幅に高めることが多いと確信しました。 さらに、型に関する潜在的なエラーを回避するために、Erlangには、そのようなエラーを検出する静的アナライザーDialyzerが含まれています。

監督者

それでは、Erlang / OTP開発環境の非常に興味深い特性に移りましょう。 Erlangで書かれたプログラムは通常、単に信頼できるだけでなく、非常に信頼できると考えられています。 これはどのように機能しますか？ すべてがシンプルです。 Erlangで記述されたアプリケーション全体は、簡単に言えば、スーパーバイザー（スーパーバイザーは子プロセスを監視する特別なプロセス）とメインの作業を実行するワークプロセスに分けられます。 この詳細については、 OTP設計原則を参照してください 。 Erlangには、そのようなばかげた概念さえあります。「プロセスを死なせる」。 そして、本当にそうです。 プロセスがスーパーバイザーの管理下にある場合、そのプロセスが落下した場合、スーパーバイザーによって再起動されます。 一般に、スーパーバイザーは、子プロセスがクラッシュした場合の動作を柔軟に構成できます。 たとえば、このような状況では、彼はすべての子プロセスを停止して、最初からやり直すことができます。 これは、補助プロセスが何らかの形で互いに依存しており、一方のプロセスが他のプロセスの機能不全につながる可能性がある場合に必要です。



したがって、OTPの原則に基づいて構築されたプログラムは、プロセスのツリーのように見えます。



OTP設計原則から取られた図。



スーパーバイザーは計算を行わず、観察のみを行うため、転倒の確率はゼロになる傾向があります。 もちろん、たとえばメモリ不足が原因でノード全体が落ちる可能性がありますが、解決策があります。ノードを監視し、一定時間後に再起動するオペレーティングシステムの特別なプロセスを開始できます。 別のオプションがあります： 分散アプリケーション -これらは、複数のノードで実行できるアプリケーションです。 さらに、ある時点では、アプリケーションは1つのノードでのみ実行されます。 そのようなアプリケーションが実行されているノードに障害が発生すると、リスト内の次のノードで自動的に再起動します。 分散アプリケーションが機能するノードのリストは、プロセス内で動的に変更できます。

バイナリデータを操作する

Erlangは（特にHiPEと組み合わせて）バイナリデータの処理が非常に高速であるため、個々のビットの処理に至るまで、入力バイナリデータの処理を書き込むことは非常に自然です。 ここでは、Java 6と比較して、Erlangは数倍の速度で勝ちます。

短所

Erlangの主な欠点は言うまでもなく、この記事は完全ではありません。

• Unicode文字列のサポートの欠如（誰もが言語の欠陥を欠いていますが、今春、Erlang R13Bにサポートを追加することを約束していますが、お待ちしています）
• 遅い数学、いくつかの深刻な数学的計算を書くことは非効率的です、
• 少数の追加ライブラリ（ 必要なものはすべて揃っており、ライブラリの数は絶えず増えていますが、それでも.NETやCのような多様性からはほど遠いです）
• デバッグされた高速のグラフィックライブラリがないため、Erlangでクライアントアプリケーションを作成しません（もちろん、たとえばwxErlangがありますが、ライブラリはまだ完全ではありません）。

しかし、おそらくUnicode文字列のサポートの欠如を除いて、これらのすべての欠点は、この言語が作成された目的ではないため、回避されるか、実際には欠点ではありません。 また、 高負荷でスケーラブルで信頼性の高いシステム向けに作成されました。 当初、この言語は特に通信で使用するために作成されましたが、後で判明したように、Webサーバーや分散システムの作成に最適です。

続く

これでおそらく最初の記事を終えるでしょう、それはすでにかなり大きいことが判明しました。 次の記事では、分散型Mnesiaデータベース（Erlang / OTPの一部）の使用、 Amazon S3およびAmazon EC2の使用について説明します 。



この記事へのコメントに、言語のどの機能を詳しく知りたいかについて書いてください。



一連の記事の継続- パート2 。