erlang服务器编程思想和实现

刚刚读了一本书,读到最后书里写到,本节是本书的精华说在,如果读者读一遍不能理解,那就多读两遍,有必要的话读100遍也在所不惜,不求倒背如流,但求运用自如。下面会写到4个服务器程序,他们以server1,server2...这样的方式命名,好戏即将开始深吸一口气,go!!

1.server1 原始服务器程序

server1.erl

-module(server1).
-export([start/2, rpc/2]).

start(Name, Mod) ->
    register(Name, spawn(fun() -> loop(Name, Mod, Mod:init()) end)).

rpc(Name, Request) ->
    Name ! {self(), Request},
    receive
        {Name, Response} -> Response
    end.

loop(Name, Mod, State) ->
    receive
	{From, Request} ->
            {Response, State1} = Mod:handle(Request, State),
            From ! {Name, Response},
            loop(Name, Mod, State1)
    end.

这段代码是erlang的标准服务器程序,下面写一个回调函数来运行测试。

name_server.erl

-module(name_server).
-export([init/0, add/2, whereis/1, handle/2]).
-import(server1, [rpc/2]).

%% client routines
add(Name, Place) -> rpc(name_server, {add, Name, Place}).
whereis(Name)    -> rpc(name_server, {whereis, Name}).

%% callback routines
init() -> dict:new().

handle({add, Name, Place}, Dict) -> {ok, dict:store(Name, Place, Dict)};
handle({whereis, Name}, Dict)    -> {dict:find(Name, Dict), Dict}.

首先看后面的代码1.他负责回调服务器程序,处理其他进程发货来的请求2.相当于定义接口。

如下运行程序:

erlc *.erl

Eshell V5.6.5  (abort with ^G)
1> server1:start(name_server, name_server).
true
2> nameserver:add("lengzijian","go to school").
** exception error: undefined function nameserver:add/2
3> name_server:add("lengzijian","go to school").
ok
4> name_server:whereis("lengzijian").
{ok,"go to school"}
5> 


如果读者细心可以发现,这段代码里面并没有spawn这样的创建进程的命令,不错,这个服务器程序完全是顺序性代码,也许有人质疑这样做的意义,不要急这才刚刚开始


2.server2:支持事务的服务器程序

接下来要向大家展示的是,当服务器宕机,客户端回或得到异常,然后做相应的处理。

server2.erl

-module(server2).
-export([start/2, rpc/2]).

start(Name, Mod) ->
    register(Name, spawn(fun() -> loop(Name,Mod,Mod:init()) end)).

rpc(Name, Request) ->
    Name ! {self(), Request},
    receive
        {Name, crash} -> exit(rpc);
        {Name, ok, Response} -> Response
    end.

loop(Name, Mod, OldState) ->
    receive
	{From, Request} ->
	    try Mod:handle(Request, OldState) of
		{Response, NewState} ->
		    From ! {Name, ok, Response},
		    loop(Name, Mod, NewState)
	    catch
		_:Why ->
		    log_the_error(Name, Request, Why),
		    %% send a message to cause the client to crash
		    From ! {Name, crash},
		    %% loop with the *original* state
		    loop(Name, Mod, OldState)
	    end
    end.

log_the_error(Name, Request, Why) ->
    io:format("Server ~p request ~p ~n"
	      "caused exception ~p~n", 
	      [Name, Request, Why]).

想对于之前的版本,多了注册函数和创建进程函数,可以理解的认为是增加了并行操作,但是我之前做过一些小项目而言,erlang的进程的确有他特殊的地方,这里会在之后的文章详细讲解,这段代码实际上是提供了“事务机制”,在handler发生异常时,回调用loop(Name, Mod, OldState)在之前的状态下进行循环,否则会在新的状态下进行运行

流程是怎样的呢:当服务端宕机,服务器会给客户端发送crash消息,说明服务器异常,然后客户端接收到消息后,可以做相应处理(在我们的项目中用到的是重连,例子中是退出),然后调用loop并带入变量OldState说明本次服务处理异常,同时不影响其他连接到服务器的客户端。

要测试的话,与server1完全相同只需要改变import时改为server2即可。

3.server3:支持热带吗替换的服务器程序

server3.erl

-module(server3).
-export([start/2, rpc/2, swap_code/2]).

start(Name, Mod) ->
    register(Name, 
	     spawn(fun() -> loop(Name,Mod,Mod:init()) end)).

swap_code(Name, Mod) -> rpc(Name, {swap_code, Mod}).

rpc(Name, Request) ->
    Name ! {self(), Request},
    receive
        {Name, Response} -> Response
    end.

loop(Name, Mod, OldState) ->
    receive
	{From, {swap_code, NewCallBackMod}} ->
	    From ! {Name, ack},
	    loop(Name, NewCallBackMod, OldState);
	{From, Request} ->
	    {Response, NewState} = Mod:handle(Request, OldState),
	    From ! {Name, Response},
	    loop(Name, Mod, NewState)
    end.

工作流程:

当服务器收到swap_code消息后,发送给客户端确认消息,然后用新的模块Mod作为参数进行循环,这样下次处理request时,就会调用新的模块代码了。

name_server1.erl

-module(name_server1).
-export([init/0, add/2, whereis/1, handle/2]).
-import(server3, [rpc/2]).

%% client routines
add(Name, Place) -> rpc(name_server, {add, Name, Place}).
whereis(Name)    -> rpc(name_server, {whereis, Name}).

%% callback routines
init() -> dict:new().

handle({add, Name, Place}, Dict) -> {ok, dict:store(Name, Place, Dict)};
handle({whereis, Name}, Dict)    -> {dict:find(Name, Dict), Dict}.

下面举例说明
先用name_server1回调模块server3

Eshell V5.6.5  (abort with ^G)
1> server3:start(name_server, name_server1).
true
2> name_server:add("lengzijian","go to school").
ok
3> name_server:add("lengzijian1","at work").
ok

如果这时,我想知道服务器中所有存储的名字,但是没有相应的api,我们该如何处理,这是我们可以再写一个模块如下

new_name_server.

-module(new_name_server).
-export([init/0, add/2, all_names/0, delete/1, whereis/1, handle/2]).
-import(server3, [rpc/2]).

%% interface
all_names()      -> rpc(name_server, allNames).
add(Name, Place) -> rpc(name_server, {add, Name, Place}).
delete(Name)     -> rpc(name_server, {delete, Name}).
whereis(Name)    -> rpc(name_server, {whereis, Name}).

%% callback routines
init() -> dict:new().
    
handle({add, Name, Place}, Dict) -> {ok, dict:store(Name, Place, Dict)};
handle(allNames, Dict)           -> {dict:fetch_keys(Dict), Dict};
handle({delete, Name}, Dict)     -> {ok, dict:erase(Name, Dict)};
handle({whereis, Name}, Dict)    -> {dict:find(Name, Dict), Dict}.

编译程序,然后服务器程序替换回调函数:

4> c(new_name_server).
{ok,new_name_server}
5> server3:swap_code(name_server,new_name_server).
ack


之后就可以在服务器重用心的函数了:

6> new_name_server:all_names().
["lengzijian1","lengzijian"]


可以看到服务器不用处理更改任何代码,就能完成热代码的替换,这就是回调函数的好处,这就是erlang编程思想的好处。


4.server4:同时支持事务和热代码替换

知道了如何支持事务和热代码替换,那么如何把两个融合在意思呢?

server4.erl

-module(server4).
-export([start/2, rpc/2, swap_code/2]).

start(Name, Mod) ->
    register(Name, spawn(fun() -> loop(Name,Mod,Mod:init()) end)).

swap_code(Name, Mod) -> rpc(Name, {swap_code, Mod}).

rpc(Name, Request) ->
    Name ! {self(), Request},
    receive
        {Name, crash} -> exit(rpc);
        {Name, ok, Response} -> Response
    end.

loop(Name, Mod, OldState) ->
    receive
	{From, {swap_code, NewCallbackMod}} ->
	    From ! {Name, ok, ack},
	    loop(Name, NewCallbackMod, OldState);
	{From, Request} ->
	    try Mod:handle(Request, OldState) of
		{Response, NewState} ->
		    From ! {Name, ok, Response},
		    loop(Name, Mod, NewState)
	    catch
		_: Why ->
		    log_the_error(Name, Request, Why),
		    From ! {Name, crash},
		    loop(Name, Mod, OldState)
	    end
    end.

log_the_error(Name, Request, Why) ->
    io:format("Server ~p request ~p ~n"
	      "caused exception ~p~n", 
	      [Name, Request, Why]).


哈哈!不敢相信自己的眼睛吧,erlang写的服务器仅仅只有几十行,同时支持热代码和事务,是不是位置心动了。精彩的还在后头。。。

5.server5:压轴好戏 prefect ending

我们已经拥有了支持事务和热代码替换的服务器,下面让我们更进一步,让客户端自定义自己属于哪种服务,处理哪种程序。

-module(server5).
-export([start/0, rpc/2]).

start() -> spawn(fun() -> wait() end).

wait() ->
    receive
	{become, F} -> F()
    end.

rpc(Pid, Q) ->
    Pid ! {self(), Q},
    receive
	{Pid, Reply} -> Reply
    end.


当开启start()方法是,服务器只管等待{become,F}消息,是自己编程一个F服务器,F由客户端指定。
这里不做更多的测试相比大家也能理解,这里学习的不是一种编程语言,而是一种编程思想这么几天学习,也感谢erlang带给我的快乐。

总结:

写好gen_server的三个要点:

一、确定回调模块名称:比如我们要写一个简单的通信服务,模块命名为,tcp_server。

二、写接口函数:为了更容易使用,要给tcp_server模块写几个接口,例如

0.start(启动服务进程) 1.connection 2.send 3.rece 4.close 。。。。。

三、写回调函数。。。

来自http://blog.csdn.net/lengzijian 玩命写博客

回调思想。你记住了么。

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