入手Erlang

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入手Erlang

似Erlang这般充满神秘感的语言寥寥无几。这门并发语言既可将难事化易，也可将易事变难。在健壮企业部署方面，它的虚拟机BEAM是唯一堪与Java虚拟机匹敌的对手。它调用起来十分高效，甚至效率以外的东西它都很少考虑。因此，它的语法也不像Ruby那样优雅和简洁。

Erlang 其名，乍听之下很怪。但你若知道，它既是 Ericsson Language 的缩写，又恰是一位丹麦数学家的大名，你就不会再抱怨“这什么破名儿”了。作为电话网络分析的数学奠基人， Agner Karup Erlang可称得上是赫赫有名。 1986 年， Joe Armstrong 在爱立信公司( Ericsson )开发了 Erlang 语言的首个版本。随后的五年间， Erlang 在他的精心雕琢下日渐完善。 20 世纪 90 年代整整十年间， Erlang 的发展都不温不火、时断时续，但到了 2000 年之后，它却开始成为众人瞩目的焦点。两个广受欢迎的云数据库 CouchDB和 SimpleDB ，都是用 Erlang 开发出来的，此外， Erlang 还是 Facebook 的聊天系统所采用的语言。正因为 Erlang 身怀可伸缩并发性和可靠性这两项拿手绝技，而其他语言在这两方面都力不从心，所以 Erlang 开始越来越多地成为人们谈论的话题。 为并发量身打造 Erlang 是爱立信公司历经多年研究的产物，用来在电信领域中开发准实时( near-real-time )且容错性较强的分布式应用。这类系统通常不可因维护而停止，因此软件开发费用极其高昂。 20 世纪 80 年代，爱立信对很多编程语言进行了研究，发现它们出于各种原因，均无法满足他们公司的需求。正是这些难以满足的需求，最终导致了一门全新语言的问世。 Erlang是一门函数式语言，可靠性方面的特性很多，可用于开发可靠性要求极高的系统。 Erlang在替换模块时不必停止运行，这样就能边运行边维护电话交换机等设备。有些使用 Erlang 的系统已持续运行多年，从未因维护而中止过。可话说回来，要说到 Erlang 最关键的功能，那还得是并发。 哪些方法最适用于并发？在这一点上，并发领域的专家们有时意见并不统一。其中常见的一个争议是：线程更好还是进程更好？一个进程由多个线程组成，进程有自己的资源，而线程虽有自己的执行路径，但在同一进程内，各线程是资源共享的。尽管实现各异，但一般来说，线程比进程更轻量级。 无线程 很多语言都采用线程实现并发，比如 Java 和 C 语言。线程占用资源较少，所以理论上说，使用线程可获得更优异的性能。线程的缺点，在于资源共享可能导致复杂而有缺陷的实现，而且这种资源共享必须用并发锁来管理，这也会产生性能瓶颈。为了在共享资源的两应用间分配控制权，线程机制需要借助信号量或是操作系统级别的锁。然而， Erlang 另辟蹊径，尝试让进程也尽可能轻量级一些。 轻量级进程 Erlang 奉行的哲学是轻量级进程，这使它摆脱了在共享资源和性能瓶颈的泥沼中艰难跋涉的困境。 Erlang 的发明者煞费苦心地简化了应用程序中多进程创建、管理和通信的过程。分布式消息传递成为基本的语言结构，因此锁机制不再必要，并发性能也大有长进。 和 Io 一样，Erlang 也将 actor 用在了并发当中，因此，消息传递就成为至关重要的概念。你可以在 Erlang 中依稀辨认出 Scala 的消息传递语法，因为它们的消息传递语法非常相似。 Scala 的 actor 代表一个对象，由线程池创建和维护，而 Erlang 的 actor 代表了一个轻量级进程。 Erlang 的 actor 从队列中读取外部进入的消息，并用模式匹配决定其处理方式。 可靠性 Erlang虽然也有常规错误检测手段，但在容错应用中，需要处理的错误加起来远比传统应用要多，这是常规手段无法解决的。 Erlang 解决这一问题的秘诀是“就让它崩溃”。由于 Erlang 能轻易监测到崩溃进程，因此终止相关进程并启动新进程也就不在话下了。 此外，Erlang还能做到“热插拔”代码。也就是说，你不必中止代码运行，就可以替换应用程序的各个部分。相比于其他同类分布式应用，这项功能将带给你更简单的维护策略。 Erlang 将健壮的“就让它崩溃”错误处理策略、“热插拔”以及创建开销极小的轻量级进程等优点集于一身，因此应用程序一次就能运行好几年都不宕机。 Erlang 有这么多并发方面的传奇特性，实在是令人欲罢不能。它有三个最基本的要素：消息传递、进程创建和进程监控。用它新创建的进程是轻量级的，因此不必担心其控制区域内的资源可能受限。 Erlang 不仅可以尽可能地消除代码中的副作用和可变性，而且还可以很轻松地监测崩溃进程。有了这些特性，说它人见人爱真是一点都不过分。 采访Erlang的发明者 Joe Armstrong 博士是 Erlang 的发明者，也是《 Erlang 程序设计》一书的作者。我和这位来自瑞典斯德哥尔摩的 Erlang 语言首位实现者的访谈记录如下。 Bruce：你为什么要开发Erlang？ Armstrong博士：纯属巧合。我本来没打算发明一门新的编程语言。当时，我想找一种更好的方式来编写电信交换控制软件。我先试了试 Prolog 。 Prolog 是一门绝妙的语言，但它无法完全满足我的需要，既然如此，我就开始瞎倒腾 Prolog 。我琢磨着：“如果改变一下 Prolog 的编程方式，那会怎样？”于是，我写了个 Prolog 的元解释器，给它加上了并行进程，还加上了错误处理机制，诸如此类。就这样，过了一段时间，我给这些新增加的变化起了个名字 ——Erlang ，一门新语言就这么诞生了。之后，越来越多的人加入这个项目，这门语言也逐渐发展起来。我们想出了编译它的方法，加入了更多东西，获得了更多用户…… Bruce：你最喜欢它哪一点呢？ Armstrong博士：我最喜欢它的错误处理、运行时代码升级机制，还有位级( bit-level )模式匹配。错误处理是这门语言最不为人所知的部分，也是与其他语言差别最大的部分。 Erlang 的“非防御”编程和“就让它崩溃”这一套概念，既是它的独门绝学，也是它与传统方法截然相反之处。不过，这样做的确能编出简洁而漂亮的程序。 Bruce：如果能让时光倒流，你最想改变哪项特性？(换言之，你也可以回答这样一个问题：Erlang最大的局限是什么？) Armstrong博士：这问题很难，我可能会在不同时间给出不同答案。为这门语言添加一些移动特性应该不错，这样我们就能通过移动通信网络传送计算结果。我们可以用库代码来做这件事，但它并不被语言本身所支持。我现在想，如果追本溯源，把 Prolog 式的谓词逻辑加入 Erlang ，产生一种谓词逻辑和消息传递的全新组合，那想必会十分美妙。 还有不少小改动也是我想做的，比如说，加入散列映射、高阶模块，等等。 要是推倒重来，我可能会更多地把心思花在各项编程事务的协调上，比如说，如何运作有大量代码的大型编程项目 —— 如何管理代码版本、如何搜索想要的东西、各种事物如何演化。当程序员编写了大量代码之后，他的任务就不再是编写新代码，而是准确找到现有代码，并把现有代码整合起来。因此，搜索和协调就变得日渐重要。如果把 GIT 和 Mercurial这类系统的思想吸收到 Erlang 之中，再给它加上类型系统，使它能在可控条件下理解代码是如何演化的，那我想应该会带来不错的效果。 Bruce：在实际产品中，你见过的最特别的Erlang应用是什么？ Armstrong 博士：嗯，其实我并不会太过惊讶，因为我早就知道它能达到何等高度。当我把 Ubuntu 版本升级到 Karmic Koala时，我发现，它为了支持正在我机器上运行的 CouchDB ，而在后台悄悄启动了 Erlang 。这就好比 Erlang 在雷达的严密监控之下，偷偷溜进了数千万用户的计算机当中。 本文节选自《七周七语言：理解多种编程范型》一书，Bruce A. Tate著，戴玮，白明， 巨成译，由人民邮电出版社出版。