Язык программирования Erlang

Обзор

Erlang — это функциональный язык программирования, разработанный для создания масштабируемых и отказоустойчивых систем, особенно в области параллельных распределенных приложений. Он был изначально разработан компанией Ericsson в конце 1980-х годов для создания надежных телекоммуникационных систем. Уникальные особенности Erlang включают поддержку легковесных процессов, параллелизм на основе передачи сообщений, горячую замену кода и сильный акцент на надежности. В настоящее время он широко используется в отраслях, требующих высокой доступности и распределенных систем, таких как телекоммуникации, приложения для обмена сообщениями и системы баз данных.

Исторические аспекты

Создание и начальная разработка

Erlang был создан в конце 1980-х годов Джо Армстронгом, Робертом Вирдингом и Майком Уильямсом в компании Ericsson, в первую очередь для удовлетворения потребностей телекоммуникационной отрасли. Язык был разработан для упрощения построения крупномасштабных отказоустойчивых систем, способных одновременно обрабатывать множество вызовов и соединений.

Эволюция в открытый исходный код

В начале 1990-х годов Ericsson осознала потенциал Erlang за пределами телекоммуникаций. К 1998 году Erlang был выпущен как открытый исходный код, что позволило более широкой сообществу разработчиков внести свой вклад в его развитие. Движение открытого исходного кода привело к разработке виртуальной машины BEAM, которая выполняет код Erlang и с тех пор эволюционировала для поддержки других языков.

Текущее состояние

Erlang в настоящее время поддерживается командой Erlang/OTP и имеет преданное сообщество. Цикл выпуска Erlang стал более последовательным, с регулярными обновлениями и улучшениями, сосредоточенными на производительности, новых функциях и улучшенной документации. Язык также вдохновил на разработку Elixir, современного языка программирования, который работает на виртуальной машине Erlang и включает многие из его принципов, предлагая при этом дополнительные функции.

Особенности синтаксиса

Парадигма функционального программирования

Erlang в первую очередь является функциональным языком, что означает, что функции являются первоклассными объектами и могут передаваться как переменные.

double(X) -> X * 2.

Легковесные процессы

Легковесные процессы Erlang позволяют создавать тысячи параллельных процессов без значительных накладных расходов.

spawn(fun() -> io:format("Hello from a process!~n") end).

Передача сообщений

Процессы в Erlang общаются с помощью передачи сообщений, что позволяет безопасно обмениваться данными без общего состояния.

Pid = spawn(fun() -> receive
                      {msg, Content} -> io:format("Received: ~s~n", [Content])
                  end end),
Pid ! {msg, "Hello!"}.

Сопоставление с образцом

Erlang использует сопоставление с образцом, мощную функцию, которая позволяет писать ясный и лаконичный код.

match(X) when X > 0 -> io:format("Positive number: ~B~n", [X]);
match(X) -> io:format("Non-positive number: ~B~n", [X]).

Отказоустойчивость

Erlang поддерживает отказоустойчивость через свою философию "пусть падает", позволяя процессам завершаться с ошибками и перезапускаться без влияния на систему.

start_process() ->
    spawn(fun() -> crash() end).

Горячая замена кода

Erlang позволяет разработчикам изменять код в работающих системах без их остановки.

%% Старая версия
-module(example).
-export([hello/0]).
hello() -> io:format("Old Version~n").

%% Новая версия
-module(example).
-export([hello/0]).
hello() -> io:format("New Version~n").

Неизменяемость

Данные в Erlang неизменяемы, что приводит к меньшему количеству ошибок и упрощает понимание кода.

List = [1, 2, 3],
NewList = [4 | List].

Встроенная поддержка распределения

Erlang имеет функции, которые позволяют легко распределять процессы по различным узлам.

net_adm:start() -> 
  net_adm:ping('other_node@hostname').

Типы записей

Erlang поддерживает типы записей для создания структурированных типов данных.

-record(person, {name, age}).
Person = #person{name="Alice", age=30}.

Генераторы списков

Erlang позволяет использовать генераторы списков для краткого создания и манипуляции списками.

Squares = [X*X || X <- [1,2,3]].

Инструменты разработчика, среды выполнения и IDE

Среды выполнения

Erlang выполняется на виртуальной машине BEAM, которая предназначена для запуска параллельных и отказоустойчивых приложений. BEAM оптимизирует производительность и позволяет использовать такие функции, как горячая замена кода.

Популярные IDE

Существует несколько сред разработки для Erlang, среди которых наиболее популярны Emacs и IntelliJ IDEA (с плагином Erlang). Другие примечательные инструменты включают редакторы, специфичные для Erlang, такие как Erlide.

Создание проекта

Для создания проекта на Erlang традиционно используется инструмент rebar3, который управляет зависимостями и сборками. Например, чтобы создать новый проект, выполните:

rebar3 new app myapp

Затем вы можете собрать проект с помощью:

rebar3 compile

Применение Erlang

Erlang широко используется в телекоммуникациях, системах обмена сообщениями и реальных приложениях. Примечательные приложения включают:

Сравнение с аналогичными языками

Основные сильные стороны Erlang заключаются в его модели параллелизма и отказоустойчивости, что отличает его от таких языков, как:

Советы по переводу исходного кода

Перевод кода на Erlang и с него может быть сложным из-за его уникальных парадигм. Существуют инструменты, такие как erl2cpp, для определенных переводов, но нет широко распространенного автоматизированного инструмента для всех языков. Ручной перевод может включать: