Erlang学习笔记/快速入门
Erlang比较神秘，小众。函数式编程。主要适用于服务器端长连接、高并发处理，最初是爱立信针对电信系统专门设计，公认很稳定、容错好，广泛用于通信系统。
据说很多思想现在看来非常超前并且仍然超前并且不会过时。
各种原因导致不流行（函数式编程不直观，思维方式跟主流语言有差别，不善推广等）
Whatsapp用了大量erlang
国内有很多网游公司用了erlang。阿里内部有用（https://www.zhihu.com/question/46442333）。
我们常用的rabbitmq和emq都是erlang做的。
看下来至少在保持住大量长连接方面比较靠谱，还天生支持”协程“、集群、分布式。内置分布式数据库。
有必要学习一下。可能在一些基础应用上省些力气。
语法、思想确实需要适应。有的写法非常简明，有的写法就像数学公式，非常优美，比如三五行代码就可以实现一个简单的快速排序。
书籍
Programming Erlang.2Ed
erlang发明者的书
Designing for Scalability with ErlangOTP Implement Robust, Fault-Tolerant Systems
深入学习。otp等。
Erlang and OTP in Action
otp
Introducing Erlang Getting Started in Functional Programming
内容少。可快速学习或当作参考
learn_you_some_erlang_for_great_good
结构类似第一本。可作参考。
安装erlang运行环境
https://www.erlang.org/downloads
官网下载erlang环境。目前版本是OTP 23。安装后可用erlang shell直接编译和运行erlang代码。
简单的命令可用erlang shell。
复杂的可用ide。后续会介绍。
https://www.erlang.org/ 官网
https://erldocs.com/ 在线文档
windows环境变量path里添加erlang的bin目录
基本概念
- 注释
%号后面是注释 -
句号
命令结束时用英文句号.结尾。
X = 20. -
变量
大写字母或_开头的字符串表示一个变量。变量只能赋值（绑定）一次。之后不能再赋值，否则报错。
X = 20. % 绑定了20
如果再输X = 20.会报错 -
atom
小写字母开头的字符串。可以看作一个标签。常用于各种匹配。 -
多元组tuple
P = {2, gg, {name, 3}}.
PP = {k, P}
可嵌套。其中gg, name, k都是atom。P, PP是tuple变量，绑定了相应的值。
可以反向取出tuple中的值。
{P1, P2, P3} = P. % 这样P1绑定了2，P2绑定了gg，
P3绑定了{name, 3} -
列表List。跟数组一个意思，可存数字，atom，tuple，list等。
A = [{a, 2}, 3, b] -
取出list中的数据
可以用[HEAD|TAIL]的形式去匹配list。|左边的HEAD会匹配开头的一个元素，TAIL会匹配剩下的list。
例如
L = [1,2,3,4,5,6].
[L1|L2] = L. % L1为1，L2为[2,3,4,5,6]。注意L2还是一个list
[L3,L4|L5] = L. % L3为1，L4为2，L5为[3,4,5,6]。 -
字符串
Name = “Shagua”. % 绑定字符串
[83,117,114,112,114,105,115,101]. % 会输出”Surprise”
B = “信仰” % 会输出[20449,20208]
这里会有各种转换，默认貌似是utf8编码。 -
模式匹配
erlang里充满了匹配。
{X, abc} = {123, abc}. % 成功 X绑定了123
{A, B, C} = {1, 2, “ggg”}. % 成功
{AA, BB, CC} = {{aa, a}, bb, “cc”}. % 成功
{AAA, BBB} = {“a”, “b”, cc}. % 失败 ”形状“不一致
[H|T] = [1,2,3,4]. % 成功 H=1， T= [2,3,4]
[A, B, C | T] = [a, b, c, d, e, f]. % 成功 A = a, B = b, C = c, T = [d, e, f]
{GG, abc} = {123, gg}. % 失败 abc和gg两个atom匹配不了
模块和函数
开始用ide
ide用intellij idea社区版。
https://www.jetbrains.com/idea/download/
ide的erlang插件。本来可以在ide里装，但是被墙。只能下载后本地安装。
https://github.com/ignatov/intellij-erlang
打开ide，配置plugin，选从硬盘安装上面的插件。
新建erlang项目，src目录下新建Erlang File，选Empty module，指定模块名test。看到有几行默认代码。
改一下代码。
-module(test). 指定这个erlang模块名字是test
-export([gg/0]). 表示这个模块会暴露一个接口gg，斜杠后面是参数个数，0就是0个参数。
gg()->
io:format(“gg~n”).
定义一个函数gg，没有参数。
io是erlang自带的io库。format可打印字符。~n是换行。
ide里run。看到打印出gg。这样环境就ok了。
以后每次新学一个内容可以新建一个module，在ide中右键recompile，然后在test中调用。
也可以盯着一个module改代码。
run的配置
打开Edit Configuration，可修改运行配置。
可以看到Module and function 默认生成了test gg。
即运行test模块的gg函数。
以后要运行多个模块多个函数的话需要自行添加和修改这个config。
函数的例子1：
-module(geometry).
-export([area/1]).
area({rectangle, Width, Height}) ->
Width * Height;
area({square, Side}) ->
Side * Side.
同样的函数名area有两个，参数的匹配模式不一样，可以共存。注意中间是用;分隔的。
调用方式：
A = area({rectangle, 3, 4}).
会匹配第一个定义(两个rectangle匹配)
B = area({square, 12}).
会匹配第二个定义(两个square匹配)
可以进行扩展
area({circle, Radius}) -> 3.14159 * Radius * Radius.
函数的例子2：
erlang没有直接的循环。可以这样做一个循环：
for(Max, Max, F) -> [F(Max)];
for(I, Max, F) -> [F(I)|for(I+1, Max, F)].
从第二个函数开始。对I调用F，作为list的第一个元素，再把I+1，再次调for，把返回接到list后面。
如果I增加到与Max相同，则匹配到第一个for，返回F(I)。
这样实现了对I到Max都调用F，把结果组成一个list。
函数的例子3：
sum([H|T]) -> H + sum(T);
sum([]) -> 0.
非空list匹配第一个sum，取出第一个元素H，对于list后续部分调用sum，最后返回两者的和。
到最后T为空时，返回0，全过程结束。
这样实现了求list的和。
函数的例子4：
list可以做这样的变换
L = [1,2,3,4,5].
[2*X || X <- L ]. % [2,4,6,8,10]
这样可以对list每个元素进行操作，得到新的list。
qsort([]) -> [];
qsort([Pivot|T]) ->
qsort([X || X <- T, X < Pivot])
++ [Pivot] ++
qsort([X || X <- T, X >= Pivot]).
这个例子实现快速排序。快速排序主要思想时分而治之。简单说是取数组中一个元素A，把比它小的放左边，把比它大的放右边，这样A的位置必然是正确的，然后把左右部分都这样递归操作下去，最后就能排好序。
当然这里只是一个简单的实现，现实实现要考虑各种情况、初始化数据，如何取A等。
[Pivot|T] 这个参数就把第一个元素当作了标点。其余的为T
1.[X || X <- T, X < Pivot] 把T中所有小于Pivot的元素做成一个list，并对其qsort。
2.[Pivot]
3.[X || X <- T, X >= Pivot] 把T中所有大于Pivot的元素做成一个list，并对其qsort。
把123接起来就得到了排好序的list。
case功能
就是根据匹配，分情况处理。
case Expression of
Pattern1 -> Expr_seq1;
Pattern2 -> Expr_seq2;
...
end
fall_velocity(Planemo, Distance) ->
case Planemo of
earth -> math:sqrt(2 * 9.8 * Distance);
moon -> math:sqrt(2 * 1.6 * Distance);
mars -> math:sqrt(2 * 3.71 * Distance) % no closing period!
end.
二进制数据和位操作
<<5,10,20>>.
双尖括号包起来就是字节串。里面每个元素值必须在0-255之间。否则会被截取后8位。
按位拼字节
X = 1.
Y = 2.
Z = 233.
MM = <<X:3, Y:1, Z:2>>.
MM. % 得到 <<9:6>>
XYZ分别取最后3位1位2位再接起来得到1001即9。6bit。
FF = <<X:3, Y:1, Z:5>>.
FF. % 得到<<36,1:1>>
233 = 0b11101001，最后5位拿出来。前四位拼到前一个字节，最后剩一个1。
0b00100100,0b1
按位取字节
<<A:5, B:1, C:3>> = FF.
A得到0b00100。B得到0b1。C得到0b1
取的时候总长度要匹配，否则报错。
解析和拼装协议数据可能会非常方便。
其他复杂用法。。
Erlang进程
process是erlang的核心概念，erlang的进程是在erlang虚拟机层面实现的，不是操作系统层面的进程。可与协程类比。
shell里输入self().
返回<0.102.0>这样的数据，为当前进程的标识，即Pid。
基本概念:
process的创建和销毁非常快
process间传消息非常快
process跨平台，在所有平台表现一致
可以同时存在大量的process
process不共享内存，是完全独立的。
process间通信的唯一方式是传消息
基本操作1：
创建一个process，使用Mod模块的Func函数，参数为Args。返回Pid
Pid = spawn(Mod, Func, Args).
基本操作2：
发Message给Pid
Pid ! Message.
基本操作3：
收数据
receive
Pattern1 ->
Expressions1;
Pattern2 ->
Expressions2;
...
end
现在可以做一个简单的服务。
起一个server.erl
-module(server).
-author("xc").
-export([loop/0]). % 导出loop接口
loop()->
io:format("loop~n"),
receive % 接收数据
{From, {rectangle, Width, Height}}-> % 匹配长方形参数
From ! Width * Height, % 发送结果到From
loop(); % 再次开始收数据。通常这样递归会不断消耗栈空间，最后溢出。erlang有尾递归优化，不会重复消耗栈。
{From, {circle, R}}-> % 匹配圆形参数
io:format("circle~n"),
From ! 3.14159 * R * R,
loop();
{From, Other}-> % 匹配其他
From ! {error, Other},
loop()
after 5000 -> % 5秒超时会走到这里
io:format("timeout 1~n"),
loop()
end.
起一个test.erl，启动server的loop，并给它发消息。
-module(test).
-author("xc").
-export([test_1/0]). % 导出test_1接口
-import(server, [loop/0]). % 导入loop接口
test_1 ()->
Pid = spawn(server, loop, []), % 创建一个process，运行server模块的loop函数。得到Pid
Pid ! {self(), {circle, 12}}, % 发消息给Pid。消息是{自身Pid, {circle, 12}}，匹配到loop中的{From, {circle, R}}
receive
Result ->
io:format("~p~n", [Result])
after 3000->
io:format("after 3000")
end.
可以把某个pid和atom绑定，变的好读好找。以后直接给这个atom发消息就行了。
Pid1 = spawn(bounce,report,[1]).
register(bounce,Pid1).
bounce ! hello.
另外erlang自带一个监控页面。有当前节点的各种重要数据，包括mnesia数据库。还可以进行相关操作。
observer:start().
数据存储
- tuple到record
-record(planemo, {name, gravity, diameter, distance_from_sun}). -
map
Planemos = #{ earth => 9.8, moon => 1.6, mars => 3.71 }.
maps:get(moon, Planemos). % 取 -
ETS: Erlang Term Storage
一种erlang数据表有四种形式
set
同个key只能存一个值ordered set
同个key只能存一个值。key有序bag
同个key可以存多个值。同个key下的值不能重复。duplicate bag
同个key可以存多个值。同个key下的值可以重复。创建表
T = ets:new(my_table, [ordered_set])插入数据
ets:insert(T, {gg, {gt, “4wf”, <<56>>}}).observer:start().可看数据
取数据
ets:lookup(T, gg).删除数据
ets:delete(TT, gg).删除表
ets:delete(TT). -
mnesia(希腊语memory)
erlang自带的数据库。轻量快速、分布式、可同步、支持事务。
可直接存在内存。可直接存erlang的record。
不适用于大规模数据(虽然有成功案例)，非常适合小规模应用、集群节点间维护一致的数据等。
-sname
monitor_node
net_adm:ping()
net_adm:world()
程序发布
rebar3是erlang常用的打包、发布工具。
http://www.rebar3.org
下载rebar3
按https://www.rebar3.org/docs/getting-started
windows上在rebar3文件同个目录建一个rebar3.cmd
填入
@echo off
escript.exe “%~dpn0” %*
保存。再cmd运行rebar3 –help。可正常运行即可。
创建新app
rebar3 new app myapp
编译
rebar3两个文件复制进目录
rebar3 compile
创建新release
rebar3 new release myrelease
rebar3 compile
erlang版本管理
erlang otp会持续进化、发布新版本。那么如果需要测试、对比、升级的话，需要不同版本共存。
用kerl可以管理erlang版本
https://github.com/kerl/kerl
Elixr
原版erlang还是比较晦涩，有诸多不便。
Elixr在erlang基础上发展和改进。沿用erlang的vm。
把erlang的语法和otp改的更舒服。
另外扩展了多种工具、功能（模板、测试、打包发布）。
