入手Erlang
by baiyuzhong
at 2012-06-04 12:04:15
original http://www.programmer.com.cn/11936/
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。