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。