# Erlang 并发 ## 简介 Erlang 基于轻量级进程和消息传递的并发模型能够构建大规模可扩展的系统。进程是隔离的，没有共享内存，通过消息异步通信。该模型消除了共享内存系统中常见的并发错误。 BEAM VM 有效地调度数百万个进程，每个进程都有自己的堆和邮箱。流程创建快速且廉价，支持“每个实体流程”设计。链路和监视器提供故障检测，而选择性接收则实现灵活的消息处理模式。该技能涵盖流程创建和生成、消息传递模式、流程链接和监视器、选择性接收、错误传播、并发设计模式以及构建可扩展的并发系统。 ## Process Creation and Spawning 创建用于并发任务执行的轻量级进程。 %% Basic process spawning simple_spawn() -> Pid = 产卵（乐趣（）-> io:format("Hello from process ~p~n", [self()]) 结束）， PID。 %% 带参数生成 spawn_with_args(Message) -> 产卵（乐趣（）-> io:format("Message: ~p~n", [Message]) 结束）。 %% 生成并注册产卵注册（）-> Pid = spawn(fun() -> loop() end), register(my_process, Pid), PID。循环() -> 收到停止->确定；留言-> io:format("Received: ~p~n", [Msg]), 循环（）结束。 %% Spawn link (linked processes) 产卵链接（）-> 产卵链接（乐趣（）-> 计时器：睡眠（1000）， io:format("Linked process done~n") 结束）。 %% 生成监视器产卵监控（）-> {Pid, Ref} = spawn_monitor(fun() -> 定时器：睡眠（500），退出（正常）结束）， {Pid，参考}。 %% 进程池创建池（N）-> [spawn(fun() -> worker_loop() end) || _ <- 列表：seq(1, N)]。工人循环（）-> 收到 {工作，数据，来自} -> Result = process_data(Data), 从！ {结果，结果}，工作循环（）；停止-> 好的结束。 process_data(Data) -> Data * 2. %% 平行地图 pmap(F, 列表) -> 父 = self(), Pids = [spawn(fun() -> 家长！ {自我（），F（X）} 结束）|| X <- 列表], [receive {Pid, Result} -> Result end || Pid <- Pids]。 %% 分叉连接模式 fork_join（任务）-> 自我=自我（）， Pids = [spawn(fun() -> 结果=任务（），自我！ {自我（），结果} 结束）||任务 <- 任务], [receive {Pid, Result} -> Result end || Pid <- Pids]。轻量级进程能够以最小的开销实现大规模并发。 ## Message Passing Patterns 进程通过异步消息传递进行通信，无需共享内存。 %% 发送和接收发送消息（）-> Pid = 产卵（乐趣（）-> 收到 {发件人，消息} -> io:format("已收到：~p~n", [Msg]), 从！ {回复，“已确认”} 结束结束）， PID！ {自我（），“你好”}，收到 {回复，响应} -> io:format("响应：~p~n", [响应]) 5000 后 -> io:format("超时~n") 结束。 %% 请求-响应模式请求（Pid，请求）-> 参考 = make_ref(), PID！ {自我（），参考，请求}，收到 {参考，响应} -> {好的，响应} 5000 后 -> {错误，超时} 结束。服务器循环() -> 收到 {来自，参考，{添加，A，B}} - > 从！ {参考，A + B}，服务器循环（）； {来自，参考，{乘，A，B}} - > 从！ {参考，A * B}，服务器循环（）；停止->确定结束。 %% 发布-订阅开始_pubsub() -> 产卵（乐趣（） - > pubsub_loop（[]）结束）。 pubsub_loop（订阅者）-> 收到 {订阅，Pid} -> pubsub_loop([Pid | 订阅者]); {取消订阅，Pid} -> pubsub_loop(列表:删除(Pid,订阅者)); {发布，消息} -> [皮德！ {消息，消息} || Pid <- 订阅者], pubsub_loop（订阅者）结束。 %% 管道模式管道（数据，函数）-> 列表：foldl（fun（F，Acc）-> F（Acc）结束，数据，函数）。并发_管道（数据，阶段）-> 自我=自我（），列表：foldl(fun(Stage, AccData) -> Pid = 产卵（乐趣（）-> 结果=阶段（AccData），自我！ {结果，结果} 结束），接收{结果，R} -> R 结束结束、数据、阶段）。消息传递可以实现无锁的安全并发通信。 ## 链接和监视器链接双向连接进程，而监视器提供单向观察。 %% 进程链接链接示例() -> process_flag(trap_exit, true), pid =spawn_link(fun()-> 计时器：睡眠（1000），退出（正常）结束），收到 {'退出'，Pid，原因} -> io:format("进程退出: ~p~n", [原因]) 结束。 %% 监控监视器示例() -> Pid = 产卵（乐趣（）-> 定时器：睡眠（500），退出（正常）结束）， Ref = 监视器（进程，Pid），收到 {'DOWN', Ref, 进程, Pid, Reason} -> io:format("向下处理：~p~n", [原因]) 结束。 %% 主管模式主管() -> process_flag(trap_exit, true), Worker=spawn_link(fun()->worker()end), 主管_循环（工人）。 Supervisor_loop（工人）-> 收到 {'退出'，工人，_Reason} -> NewWorker = spawn_link(fun() ->worker() end), Supervisor_loop（新工人）结束。工人（）-> 收到崩溃 -> 退出（崩溃）；工作 -> 工人() 结束。链路和监视器可以构建具有自动故障检测功能的容错系统。 ## 最佳实践 1. **自由地创建进程**，因为它们是轻量级的并且生成成本低 2. **仅使用消息传递**进行进程间通信，无需共享状态 3. **在接收上实施适当的超时**以防止无限期阻塞 4. **当不需要双向链接时，使用监视器进行单向观察** 5. **保持进程状态最小**以减少每个进程的内存使用量 6. **谨慎使用注册名称**，因为全局名称限制了可扩展性 7. **通过链接和监视器实施正确的错误处理**以实现容错 8. **使用选择性接收**来处理特定消息，同时让其他消息排队 9. **通过处理接收子句中的所有消息模式来避免消息累积** 10. **分析并发系统**以识别瓶颈并优化热路径 ## 常见陷阱 1. **创建太少的进程**没有充分利用Erlang的并发模型 2. **在接收中不使用超时**会导致失败时无限期阻塞 3. **邮箱中累积邮件**导致内存泄漏和性能下降 4. **使用共享 ETS 表** 作为互斥锁替代品会破坏隔离优势 5. **不处理所有消息类型**导致邮箱溢出且消息不匹配 6. **忘记在主管中捕获退出**会妨碍正确的错误处理 7. **创建循环链接** 在没有适当监督的情况下导致级联故障 8. **使用进程进行细粒度并行**会增加开销，但没有任何好处 9. **不监控生成的进程**会丢失故障跟踪 10. **过度使用注册名称**会造成单点故障和争用 ## 何时使用此技能将流程应用于需要隔离和独立状态的并发任务。对分布式系统中的所有进程间通信使用消息传递。利用链接和监视器来构建容错的监督层次结构。创建并发请求处理和并行计算的进程池。对复杂的消息处理协议使用选择性接收。 ## 资源 * [Erlang 并发教程]() * [学习一些 Erlang - 并发]() * [Erlang 流程手册]() * [使用 Erlang/OTP 进行可扩展性设计]() * [编程 Erlang]()

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