Erlang 并发

Erlang 的并发编程需要遵循以下基本原则或过程。

列表包括以下原则:

piD = spawn(Fun)

创建一个评估 Fun 的新并发进程。新进程与调用方并行运行。一个实例如下-

实例

-module(helloworld). 
-export([start/0]). 

start() ->
   spawn(fun() -> server("Hello") end). 

server(Message) ->
   io:fwrite("~p",[Message]).

上面程序的输出是-

输出

“Hello”

Pid ! Message

用标识符 Pid 向进程发送消息。消息发送是异步的。发送者不会等待，而是继续它正在做的事情。“！’被称为发送运算符。

一个实例如下-

实例

-module(helloworld). 
-export([start/0]). 
start() -> 
   Pid = spawn(fun() -> server("Hello") end), 
   Pid ! {hello}. 

server(Message) ->
   io:fwrite("~p",[Message]).

Receive…end

接收已发送到进程的消息。它具有以下语法-

语法

receive
Pattern1 [when Guard1] ->
Expressions1;
Pattern2 [when Guard2] ->
Expressions2;
...
End

当消息到达该进程时，系统会尝试将其与Pattern1匹配（可能有Guard 1）。如果成功，则对Expressions1求值。如果第一个模式不匹配，则尝试使用Pattern2，依此类推。如果没有任何一个模式匹配，则保存该消息以供以后处理，然后该过程等待下一条消息。

以下程序显示了使用全部3个命令的整个过程的示例。

实例

-module(helloworld). 
-export([loop/0,start/0]). 

loop() ->
   receive 
      {rectangle, Width, Ht} -> 
         io:fwrite("Area of rectangle is ~p~n" ,[Width * Ht]), 
         loop(); 
      {circle, R} ->
      io:fwrite("Area of circle is ~p~n" , [3.14159 * R * R]), 
      loop(); 
   Other ->
      io:fwrite("Unknown"), 
      loop() 
   end. 

start() ->
   Pid = spawn(fun() -> loop() end), 
   Pid ! {rectangle, 6, 10}.

关于上述程序，需要注意以下几点：

• loop函数具有接收端循环。因此，当消息被发送时，它将被接收端循环处理。

• 生成一个新进程，该进程将转到循环函数。

• 通过 Pid! message 命令将消息发送到产生的进程。

上面程序的输出是-

输出

Area of the Rectangle is 60

最大进程数

并发地，重要的是确定系统上允许的最大进程数。然后，您应该能够了解系统上可以同时执行多少个进程。

让我们看一个示例，该示例如何确定系统上可以执行的最大进程数。

-module(helloworld). 
-export([max/1,start/0]). 

max(N) -> 
   Max = erlang:system_info(process_limit), 
   io:format("Maximum allowed processes:~p~n" ,[Max]), 
   
   statistics(runtime), 
   statistics(wall_clock), 
   
   L = for(1, N, fun() -> spawn(fun() -> wait() end) end), 
   {_, Time1} = statistics(runtime), 
   {_, Time2} = statistics(wall_clock), lists:foreach(fun(Pid) -> Pid ! die end, L), 
   
   U1 = Time1 * 1000 / N, 
   U2 = Time2 * 1000 / N, 
   io:format("Process spawn time=~p (~p) microseconds~n" , [U1, U2]).
   wait() -> 
   
   receive 
      die -> void 
   end. 
 
for(N, N, F) -> [F()]; 
for(I, N, F) -> [F()|for(I+1, N, F)]. 

start()->
   max(1000), 
   max(100000).

在任何具有良好处理能力的机器上，上述两个最大函数都会通过。下面是上述程序的一个示例输出。

Maximum allowed processes:262144
Process spawn time=47.0 (16.0) microseconds
Maximum allowed processes:262144
Process spawn time=12.81 (10.15) microseconds

超时接收

有时，receive语句可能会永远等待一条永远不会出现的消息。这可能有很多原因。例如，我们的程序中可能存在逻辑错误，或者要向我们发送消息的进程在发送消息之前可能已经崩溃。为了避免这个问题，我们可以在receive语句中添加一个超时。这将设置进程等待接收消息的最长时间。

以下是指定了超时的接收消息的语法

语法

receive 
Pattern1 [when Guard1] -> 
Expressions1; 

Pattern2 [when Guard2] ->
Expressions2; 
... 
after Time -> 
Expressions 
end

最简单的实例是创建一个sleeper函数，如下面的程序所示。

实例

-module(helloworld). 
-export([sleep/1,start/0]). 

sleep(T) ->
   receive 
   after T -> 
      true 
   end. 
   
start()->
   sleep(1000).

上述代码在实际退出之前将休眠1000毫秒。

选择性接收

Erlang中的每个进程都有一个关联的邮箱。当您向该进程发送消息时，该消息将放入邮箱中。仅当程序评估接收语句时，才检查此邮箱。

以下是“选择性接收”语句的一般语法。

语法

receive 
Pattern1 [when Guard1] ->
Expressions1; 

Pattern2 [when Guard1] ->
Expressions1; 
... 
after 
Time ->
ExpressionTimeout 
end

这就是上面的接收语句的工作方式-

• 当我们输入一个receive语句时，我们将启动一个计时器（但前提是表达式中存在一个after节）。

• 以邮箱中的第一封邮件，并尝试使其与Pattern1，Pattern2等匹配。如果匹配成功，将从邮箱中删除该邮件，并评估模式后面的表达式。

• 如果receive语句中的任何模式都不匹配邮箱中的第一条消息，则将从邮箱中删除第一条消息并将其放入“保存队列”。然后尝试邮箱中的第二条消息。重复此过程，直到找到匹配的消息或检查了邮箱中的所有消息为止。

• 如果邮箱中的所有邮件都不匹配，则该过程将被挂起，并将在下次将新邮件放入邮箱中时重新安排执行时间。请注意，当收到新消息时，保存队列中的消息将不重新匹配；仅匹配新消息。

• 一旦匹配了一条消息，所有放入保存队列的消息就会按照到达过程的顺序重新输入到邮箱中。如果设置了计时器，则将其清除。

• 如果在等待消息时计时器已过去，请评估表达式ExpressionsTimeout并将所有保存的消息按到达过程的顺序放回邮箱。