Erlang/OTP并发编程实战

　　通过提高CPU时钟频率来制造更快的单核芯片的技术已经到达了极限。多核、并发、分布式等概念和技术也随之走出象牙塔，成为每个一线开发者的必备技能。由通信巨头爱立信研发的Erlang/OTP大放异彩，二十多年来，在传统电信领域高并发、高可靠、高容错的严酷环境下，Erlang语言和OTP平台被锻炼得坚如磐石，浓郁的函数式特质更是恰到好处地弥补了传统命令式语言在并发编程上的固有缺陷，大大降低了构筑并发、容错、分布式应用的门槛。如果将Erlang语言看成才华横溢的钢琴家，那么OTP平台就是一架能让钢琴家把才能发挥得淋漓尽致的钢琴。本书除了全面介绍Erlang语言和OTP平台的基础知识外，还通过一系列实用案例引领你深入了解OTP的高级特性，一步步构建一个大型生产系统，并加以优化和完善。三位作者在Erlang领域拥有极其丰富的实战经验，细致入微地剖析了OTP开发与部署的全过程。要想真刀真枪地上战场，本书才是你明智的选择！

　　Martin Logan， 从1999年开始活跃于Erlang社区，后来全职从事Erlang研发。目前任职于全球最大的在线旅游公司Orbitz Worldwide，为基于大规模分布式服务的基础设施开发解决方案。Erlware联合创始人，核心开发人员，Erlang/OTP软件包管理系统Faxien的主要开发者。 Eric Merritt，专注并发编程和分布式系统。曾任职于Amazon。com，现为eCD Market软件工程师。Erlware联合创始人，Erlang芝加哥用户组核心成员。Erlware团队开源产品核心开发人员，Erlang/OTP构建系统Sinan的主要开发者。 Richard Carlsson，瑞典乌普萨拉大学高性能Erlang计划（HiPE）早期成员，研究Erlang技术达17年，曾为标准库、Erlang编译器、运行时系统和Erlang语言本身都作出过不少贡献。此外，他还是Erlang文档系统EDoc和单元测试框架EUnit的创建者。目前加入了Kreditor，致力于高可用性支付系统的Erlang开发。 连城，百度资深软件工程师，《Erlang并发编程（第一部分）》社区翻译项目组织者及主要译者。对分布式存储、分布式消息系统、程序语言设计实现抱有浓厚兴趣。

 
第一部分　 Erlang起步：OTP基础
第1章　 Erlang/OTP平台　　2
1.1　 基于进程的并发编程　　3
1.1.1　 理解并发　　3
1.1.2　 Erlang的进程模型　　4
1.1.3　 4种进程通信范式　　5
1.1.4　 用Erlang进程编程　　8
1.2　 Erlang的容错架构　　10
1.2.1　 进程链接如何工作　　10
1.2.2　 监督与退出信号捕捉　　10
1.2.3　 进程的分层容错　　12
1.3　 分布式Erlang　　13
1.4　 Erlang运行时系统和虚拟机　　13
1.4.1　 调度器　　14
1.4.2　 I/O与调度　　15
1.4.3　 进程隔离与垃圾回收器　　15
1.5　 函数式编程：Erlang的处世之道　　16
1.6　 小结　　16
第2章　 Erlang语言精要　　18
2.1　 Erlang shell　　19
2.1.1　 启动shell　　19
2.1.2　 输入表达式　　20
2.1.3　 shell函数　　21
2.1.4　 退出shell　　21
2.1.5　 任务控制基础　　22
2.2　 Erlang的数据类型　　23
2.2.1　 数值与算术运算　　24
2.2.2　 二进制串与位串　　25
2.2.3　 原子　　26
2.2.4　 元组　　27
2.2.5　 列表　　27
2.2.6　 字符串　　28
2.2.7　 pid、端口和引用　　29
2.2.8　 将函数视作数据：fun函数　　30
2.2.9　 项式的比较　　30
2.2.10　 解读列表　　31
2.3　 模块和函数　　33
2.3.1　 调用其他模块中的函数（远程调用）　　33
2.3.2　 不同元数的函数　　34
2.3.3　 内置函数和标准库模块　　34
2.3.4　 创建模块　　35
2.3.5　 模块的编译和加载　　36
2.3.6　 独立编译器erlc　　37
2.3.7　 已编译模块与在shell中求值　　37
2.4　 变量与模式匹配　　38
2.4.1　 变量的语法　　39
2.4.2　 单次赋值　　39
2.4.3　 模式匹配：加强版的赋值　　41
2.4.4　 解读模式　　42
2.5　 函数与子句　　44
2.5.1　 带副作用的函数：文本打印　　44
2.5.2　 用模式匹配在多个子句中进行选择　　45
2.5.3　 保护式　　46
2.5.4　 模式、子句和变量作用域　　47
2.6　 Case和if表达式　　48
2.6.1　 Erlang的布尔型if-then-else分支选择　　48
2.6.2　 If表达式　　49
2.7　 fun函数　　49
2.7.1　 作为现有函数别名的fun函数　　49
2.7.2　 匿名fun函数　　50
2.8　 异常与try/catch　　52
2.8.1　 抛出（触发）异常　　52
2.8.2　 运用try...catch　　53
2.8.3　 try...of...catch　　53
2.8.4　 after　　54
2.8.5　 获取栈轨迹　　54
2.8.6　 重抛异常　　55
2.8.7　 传统的catch　　55
2.9　 列表速构　　56
2.9.1　 列表速构记法　　56
2.9.2　 映射、过滤和模式匹配　　56
2.10　 比特位语法与位串速构　　57
2.10.1　 构造位串　　57
2.10.2　 比特位语法中的模式匹配　　58
2.10.3　 位串速构　　59
2.11　 记录语法　　59
2.11.1　 记录声明　　60
2.11.2　 创建记录　　60
2.11.3　 记录的字段以及模式匹配　　60
2.11.4　 更新记录字段　　60
2.11.5　 记录声明应该放在哪儿　　61
2.12　 预处理与文件包含　　61
2.12.1　 宏的定义和使用　　61
2.12.2　 文件包含　　62
2.12.3　 条件编译　　63
2.13　 进程　　64
2.13.1　 操纵进程　　64
2.13.2　 消息接收与选择性接收　　65
2.13.3　 注册进程　　66
2.13.4　 消息投递与信号　　67
2.13.5　 进程字典　　67
2.14　 ETS表　　68
2.14.1　 为何ETS表被设计成这样　　68
2.14.2　 ETS表的基本用法　　68
2.15　 以递归代替循环　　69
2.15.1　 从迭代到递归　　69
2.15.2　 理解尾递归　　71
2.15.3　 累加器参数　　72
2.15.4　 谈谈效率　　72
2.15.5　 编写递归函数的窍门　　73
2.16　 Erlang编程资源　　78
2.16.1　 图书　　78
2.16.2　 在线资料　　79
2.17　 小结　　79
第3章　 开发基于TCP的RPC服务　　80
3.1　 你所创建的是什么　　81
3.1.1　 基础知识提醒　　82
3.1.2　 行为模式基础　　82
3.2　 实现RPC服务器　　85
3.2.1　 行为模式实现模块的典型布局　　85
3.2.2　 模块首部　　85
3.2.3　 API段　　88
3.2.4　 回调函数段　　92
3.3　 运行RPC服务器　　98
3.4　 浅谈测试　　99
3.5　 小结　　100
第4章　 OTP应用与监督机制　　101
4.1　 OTP应用　　101
4.1.1　 OTP应用的组织形式　　102
4.1.2　 为应用添加元数据　　103
4.1.3　 应用行为模式　　104
4.1.4　 应用结构小结　　105
4.2　 用监督者实现容错　　105
4.2.1　 实现监督者　　106
4.2.2　 监督者重启策略　　107
4.2.3　 编写子进程规范　　108
4.3　 启动应用　　109
4.4　 生成EDoc文档　　110
4.5　 小结　　110
第5章　 主要图形化监测工具的使用　　112
5.1　 Appmon　　112
5.1.1　 Appmon GUI　　112
5.1.2　 WebTool版Appmon　　115
5.2　 Pman　　116
5.3　 调试器　　118
5.4　 表查看器TV　　121
5.5　 工具栏　　123
5.6　 小结　　123
第二部分　 构建生产系统
第6章　 打造一套缓存系统　　126
6.1　 故事背景　　126
6.2　 缓存的设计　　127
6.3　 创建OTP应用的基本骨架　　130
6.3.1　 应用目录结构的布局　　130
6.3.2　 创建应用元数据　　130
6.3.3　 实现应用行为模式　　131
6.3.4　 实现监督者　　131
6.4　 从应用骨架到五脏俱全的缓存　　133
6.4.1　 编写sc_element进程　　134
6.4.2　 实现sc_store模块　　138
6.4.3　 打造应用层API模块　　142
6.5　 小结　　144
第7章　 Erlang/OTP中的日志与事件处理　　145
7.1　 Erlang/OTP中的日志　　146
7.1.1　 日志概述　　146
7.1.2　 Erlang/OTP内置的日志设施　　147
7.1.3　 标准日志函数　　147
7.1.4　 SASL与崩溃报告　　149
7.2　 用gen_event编写自定义事件处理器　　153
7.2.1　 gen_event行为模式简介　　153
7.2.2　 事件处理器示例　　154
7.2.3　 处理错误事件　　155
7.3　 为Simple Cache添加自定义事件流　　157
7.3.1　 事件流API　　157
7.3.2　 将处理器整合进Simple Cache　　159
7.3.3　 订阅自定义事件流　　161
7.4　 小结　　162
第8章　 分布式Erlang/OTP简介　　163
8.1　 Erlang分布式基础　　163
8.1.1　 复制式进程间通信　　164
8.1.2　 位置透明性　　165
8.2　 节点与集群　　166
8.2.1　 节点的启动　　166
8.2.2　 节点的互联　　167
8.2.3　 Erlang节点如何定位其他节点并与之建立通信　　169
8.2.4　 magic cookie安全系统　　170
8.2.5　 互联节点间的消息传递　　171
8.2.6　 使用远程shell　　173
8.3　 资源探测攻略　　175
8.3.1　 术语　　175
8.3.2　 算法　　176
8.3.3　 实现资源探测应用　　177
8.4　 小结　　182
第9章　 用Mnesia为cache增加分布式支持　　183
9.1　 分布式缓存　　184
9.1.1　 选取通信策略　　184
9.1.2　 同步缓存和异步缓存　　186
9.1.3　 分布式表　　188
9.2　 用Mnesia实现分布式数据存储　　189
9.2.1　 建立项目数据库　　189
9.2.2　 初始化数据库　　191
9.2.3　 建表　　192
9.2.4　 向表中录入数据　　195
9.2.5　 执行基本查询　　197
9.3　 基于Mnesia的分布式缓存　　199
9.3.1　 用Mnesia取代ETS　　199
9.3.2　 让缓存识别出其他节点　　202
9.3.3　 用资源探测定位其他缓存实例　　205
9.3.4　 动态复制Mnesia表　　206
9.4　 小结　　209
第10章　 打包、服务和部署　　210
10.1　 从系统的角度看应用　　210
10.1.1　 结构　　211
10.1.2　 元数据　　211
10.1.3　 系统如何管理运行中的应用　　212
10.2　 制作发布镜像　　213
10.2.1　 发布镜像　　213
10.2.2　 准备发布代码　　214
10.2.3　 发布镜像的元数据文件　　214
10.2.4　 脚本与启动文件　　216
10.2.5　 系统配置　　217
10.2.6　 启动目标系统　　218
10.3　 发布镜像打包　　219
10.3.1　 创建发布镜像包　　219
10.3.2　 发布镜像包的内容　　220
10.3.3　 定制发布镜像包　　222
10.4　 安装发布镜像　　223
10.5　 小结　　223
第三部分　 集成与完善
第11章　 为缓存添加HTTP接口　　226
11.1　 实现TCP服务器　　226
11.1.1　 高效TCP服务器的设计模式　　227
11.1.2　 搭建tcp_interface应用的骨架　　228
11.1.3　 填充TCP服务器的实现逻辑　　228
11.1.4　 简单文本协议　　231
11.1.5　 文本接口实现　　232
11.2　 打造一套全新的Web接口　　234
11.2.1　 HTTP简介　　234
11.2.2　 实现一套通用的Web服务器行为模式　　237
11.2.3　 初识REST　　248
11.2.4　 用gen_web_server实现REST式协议　　249
11.3　 小结　　252
第12章　 用端口和NIF集成外围代码　　253
12.1　 端口和NIF　　254
12.1.1　 普通端口　　255
12.1.2　 链入式端口驱动　　256
12.1.3　 原生函数（NIF）　　257
12.2　 用端口来集成解析器　　257
12.2.1　 Erlang方面的端口　　257
12.2.2　 C方面的端口　　260
12.2.3　 编译运行　　271
12.3　 开发链入式驱动　　272
12.3.1　 初识链入式驱动　　273
12.3.2　 驱动的C语言部分　　274
12.3.3　 编译驱动代码　　278
12.3.4　 驱动的Erlang部分　　279
12.4　 将解析器实现为NIF　　280
12.4.1　 NIF的Erlang部分　　280
12.4.2　 NIF的C代码部分　　281
12.4.3　 编译与运行代码　　287
12.5　 小结　　288
第13章　 用Jinterface实现Erlang和Java间的通信　　289
13.1　 利用Jinterface在Erlang中集成
Java　　290
13.1.1　 OtpNode类　　290
13.1.2　 OtpMbox类　　291
13.1.3　 Erlang数据结构的Java映射　　291
13.1.4　 示例：Java中的消息处理　　292
13.1.5　 在Erlang中与Java节点通信　　294
13.2　 安装和配置HBase　　296
13.2.1　 下载和安装　　296
13.2.2　 配置HBase　　296
13.3　 为Simple Cache和HBase牵线搭桥　　297
13.3.1　 Erlang方面：sc_hbase.erl　　298
13.3.2　 HBaseConnector类　　299
13.3.3　 Java中的消息处理　　301
13.3.4　 HBaseTask类　　304
13.4　 在Simple Cache中整合HBase　　306
13.4.1　 查询　　306
13.4.2　 插入　　307
13.4.3　 删除　　307
13.5　 运行集成系统　　308
13.6　 小结　　310
第14章　 优化与性能　　311
14.1　 如何进行性能调优　　312
14.1.1　 设定性能目标　　312
14.1.2　 设定基线　　313
14.1.3　 系统性能分析　　313
14.1.4　 确定需要解决的问题　　313
14.1.5　 测定优化成果　　313
14.2　 Erlang代码性能分析　　314
14.2.1　 用cprof计算调用次数　　314
14.2.2　 用fprof测定执行时间　　316
14.3　 Erlang编程语言的缺陷　　320
14.3.1　 基本数据类型的性能特点　　321
14.3.2　 内置函数和运算符的性能　　324
14.3.3　 函数　　325
14.3.4　 进程　　327
14.4　 小结　　329
附录A　 安装Erlang　　330
附录B　 列表与引用透明性　　332