Elixir в действии (5000,00 руб.)

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Стр.8

Стр.9

Стр.10

УДК 004.43Elixir ББК 32.972 Ю70 Ю70 Elixir в действии / пер. с анг. Н. А. Нестеровой. – М.: ДМК Пресс, 2020. – 376 с.: ил. Юрич С. ISBN 978-5-97060-773-2 В книге рассматриваются базовые характеристики и примеры использования языка Elixir, предназначенного для создания масштабируемых, распределенных и отказоустойчивых систем, работающих на основе виртуальной машины Erlang. Сегодня ее используют в самых разных областях: для создания инструментов совместной работы, систем открытых торгов в режиме реального времени, серверов баз данных, многопользовательских онлайн-игр и др. Приведенные в книге примеры подчеркивают преимущества функционального и конкурентного программирования на языке Elixir, которые могут обеспечить бесперебойную работу систем, обслуживающих огромное количество пользователей со всего мира. Издание предназначено для профессиональных разработчиков, имеющих опыт программирования на Java, C#, Ruby, C++ или другом языке общего назначения. УДК 004.43Elixir ББК 32.972 Original English language edition published by Manning Publications USA, USA. Copyright © 2019 by Manning Publications Co. Russian-language edition copyright © 2020 by DMK Press. All rights reserved. Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. ISBN 978-1-617-29502-7 (анг.) ISBN 978-5-97060-773-2 (рус.) Copyright © 2019 by Manning Publications Co. © Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2020

Стр.5

Содержание Отзывы о первом издании ................................................................................................ 10 Предисловие .......................................................................................................................... 11 Благодарности ....................................................................................................................... 12 О книге ..................................................................................................................................... 13 Об авторе ................................................................................................................................ 17 Иллюстрация на обложке .................................................................................................. 18 Глава 1. Первые шаги .......................................................................................................... 19 1.1. Общие сведения об Erlang ................................................................................................. 19 1.1.1. Высокая доступность .................................................................................................. 20 1.1.2. Конкурентная модель Erlang ...................................................................................... 21 1.1.3. Системы на стороне сервера ...................................................................................... 23 1.1.4. Платформа разработки .............................................................................................. 25 1.2. Общие сведения об Elixir ................................................................................................... 26 1.2.1. Упрощенный код......................................................................................................... 27 1.2.2. Композиция функций ................................................................................................ 30 1.2.3. Выводы ........................................................................................................................ 31 1.3. Недостатки ......................................................................................................................... 32 1.3.1. Скорость ...................................................................................................................... 32 1.3.2. Экосистема .................................................................................................................. 32 Выводы ...................................................................................................................................... 33 Глава 2. Основы языка ........................................................................................................ 34 2.1. Интерактивная оболочка ................................................................................................... 35 2.2. Работа с переменными ...................................................................................................... 36 2.3. Организация кода .............................................................................................................. 37 2.3.1. Модули ......................................................................................................................... 37 2.3.2. Функции ...................................................................................................................... 39 2.3.3. Арность функций ........................................................................................................ 42 2.3.4. Видимость функций ................................................................................................... 43 2.3.5. Импорты и псевдонимы............................................................................................. 44 2.3.6. Атрибуты модулей ...................................................................................................... 45 2.3.7. Комментарии .............................................................................................................. 47 2.4. Понятие системы типов..................................................................................................... 48 2.4.1. Числа ............................................................................................................................ 48 2.4.2. Атомы .......................................................................................................................... 49 2.4.3. Кортежи ....................................................................................................................... 51 2.4.4. Списки ......................................................................................................................... 52 2.4.5. Иммутабельность ....................................................................................................... 56 2.4.6. Словари ....................................................................................................................... 59 2.4.7. Бинарные данные и битовые строки ......................................................................... 62 2.4.8. Строки ......................................................................................................................... 63 2.4.9. Функции первого класса ............................................................................................ 65 2.4.10. Прочие встроенные типы ......................................................................................... 67 2.4.11. Типы данных более высокого уровня...................................................................... 68 2.4.12. Списки ввода-вывода ............................................................................................... 72 2.5. Операторы .......................................................................................................................... 73 2.6. Макросы .............................................................................................................................. 74

Стр.6

6  Содержание 2.7. Среда выполнения .............................................................................................................. 75 2.7.1. Модули и функции в среде выполнения ................................................................... 75 2.7.2. Запуск среды выполнения .......................................................................................... 78 Выводы ...................................................................................................................................... 80 Глава 3. Поток управления ................................................................................................. 81 3.1. Сопоставление с образцом ................................................................................................ 81 3.1.1. Оператор сопоставления............................................................................................ 82 3.1.2. Сопоставление кортежей ........................................................................................... 82 3.1.3. Сопоставление с константой ..................................................................................... 83 3.1.4. Переменные в качестве образцов ............................................................................. 84 3.1.5. Сопоставление списков .............................................................................................. 85 3.1.6. Сопоставление словарей ............................................................................................ 86 3.1.7. Сопоставление с битовыми строками и бинарными данными ............................... 86 3.1.8. Сложные сопоставления ............................................................................................ 88 3.1.9. Обобщенное поведение ............................................................................................. 90 3.2. Сопоставление с образцом в функциях ............................................................................ 90 3.2.1. Функции с несколькими предложениями ................................................................ 91 3.2.2. Ограничители ............................................................................................................. 94 3.2.3. Анонимные функции с несколькими предложениями ............................................ 96 3.3. Условные конструкции ...................................................................................................... 97 3.3.1. Ветвление с помощью функций с несколькими предложениями .......................... 97 3.3.2. Классические конструкции ветвления ...................................................................... 99 3.3.3. Специальная форма with ......................................................................................... 101 3.4. Циклы и итерации ........................................................................................................... 104 3.4.1. Итерация на основе рекурсии ................................................................................. 105 3.4.2. Хвостовые вызовы функций .................................................................................... 106 3.4.3. Функции высшего порядка ...................................................................................... 109 3.4.4. Генераторы ................................................................................................................ 114 3.4.5. Потоки ....................................................................................................................... 116 Выводы .................................................................................................................................... 119 Глава 4. Абстракции данных ........................................................................................... 121 4.1. Создание абстракций с помощью модулей .................................................................... 122 4.1.1. Создание простой абстракции ................................................................................. 123 4.1.2. Сложные абстракции ................................................................................................ 125 4.4.3. Структурирование данных с помощью словарей ................................................... 126 4.1.4. Абстракции на основе структур ............................................................................... 127 4.1.5. Прозрачность данных............................................................................................... 131 4.2. Работа с иерархическими данными ............................................................................... 133 4.2.1. Генерация идентификаторов ................................................................................... 134 4.2.2. Обновление записей ................................................................................................. 136 4.2.3. Обновление неизменяемых иерархических данных ............................................. 138 4.2.4. Итеративное обновление ......................................................................................... 140 4.2.5. Практика: импорт из файла ..................................................................................... 141 4.3. Полиморфизм с помощью протоколов .......................................................................... 143 4.3.1. Общие сведения о протоколах ................................................................................. 143 4.3.2. Реализация протокола .............................................................................................. 144 4.3.3. Встроенные протоколы ............................................................................................ 145 Выводы .................................................................................................................................... 147 Глава 5. Основы конкурентности ................................................................................... 148 5.1. Конкурентность в BEAM .................................................................................................. 148 5.2. Работа с процессами ........................................................................................................ 151

Стр.7

Содержание  7 5.2.1. Создание процессов ................................................................................................. 152 5.2.2. Обмен сообщениями ................................................................................................ 154 5.3. Серверные процессы с сохранением состояния ............................................................ 159 5.3.1. Серверные процессы ................................................................................................ 159 5.3.2. Сохранение состояния процесса ............................................................................. 163 5.3.3. Изменяемое состояние ............................................................................................. 165 5.3.4. Сложные состояния .................................................................................................. 168 5.3.5. Регистрация процессов ............................................................................................ 172 5.4. Особенности времени выполнения ................................................................................ 173 5.4.1. Последовательность выполнений действий в процессах ...................................... 173 5.4.2. Бездонные почтовые ящики процессов ................................................................. 175 5.4.3. Конкурентность без разделения ресурсов .............................................................. 176 5.4.4. Внутреннее устройство планировщиков ................................................................ 177 Выводы .................................................................................................................................... 178 Глава 6. Обобщенные серверные процессы ............................................................... 179 6.1. Создание обобщенного серверного процесса ................................................................ 179 6.1.1. Подключение к обобщенному коду с помощью модулей ...................................... 180 6.1.2. Реализация обобщенного кода ................................................................................ 181 6.1.3. Использование обобщенной абстракции ............................................................... 182 6.1.4. Поддержка асинхронных запросов ......................................................................... 184 6.1.5. Упражнение: реорганизация сервера для списка дел ............................................ 185 6.2. Использование GenServer ................................................................................................ 186 6.2.1. Поведения OTP ......................................................................................................... 187 6.2.2. Подключение к GenServer ........................................................................................ 187 6.2.3. Обработка запросов .................................................................................................. 188 6.2.4. Обработка простых сообщений ............................................................................... 190 6.2.5. Прочие особенности GenServer ................................................................................ 191 6.2.6. Жизненный цикл процесса ...................................................................................... 194 6.2.7. Совместимые с OTP процессы ................................................................................. 195 6.2.8. Упражнение: создание сервера для списка дел на основе GenServer ................... 196 Выводы .................................................................................................................................... 196 Глава 7. Создание конкурентной системы ................................................................... 198 7.1. Работа с проектом mix ..................................................................................................... 198 7.2. Управление несколькими списками дел ......................................................................... 200 7.2.1. Создание кеш-процесса ............................................................................................ 201 7.2.2. Создание тестов ........................................................................................................ 203 7.2.3. Анализ зависимостей процесса ............................................................................... 206 7.3. Сохранение данных .......................................................................................................... 208 7.3.1. Кодирование и сохранение ...................................................................................... 208 7.3.2. Использование базы данных .................................................................................... 210 7.3.3. Анализ системы ........................................................................................................ 213 7.3.4. Устранение узкого места процесса .......................................................................... 214 7.3.5. Упражнение: пул процессов и синхронизация ....................................................... 217 Глава 8. Основы отказоустойчивости ........................................................................... 220 8.1. Ошибки времени выполнения ........................................................................................ 221 8.1.1. Типы ошибок............................................................................................................. 221 8.1.2. Обработка ошибок .................................................................................................... 222 8.2. Ошибки в конкурентных системах ................................................................................. 226 8.2.1. Установка связей между процессами ...................................................................... 227 8.2.2. Мониторы .................................................................................................................. 229 7.4. Логика работы процессов ................................................................................................ 218 Выводы .................................................................................................................................... 219

Стр.8

8  Содержание 8.3. Супервизоры .................................................................................................................... 230 8.3.1. Подготовка существующего кода ............................................................................ 232 8.3.2. Запуск процесса-супервизора ................................................................................. 232 8.3.3. Спецификации потомков ......................................................................................... 235 8.3.4. Обертка супервизора ................................................................................................ 237 8.3.5. Использование модуля обратного вызова .............................................................. 237 8.3.6. Связывание всех процессов ..................................................................................... 238 8.3.7. Частота перезапусков ............................................................................................... 241 Выводы .................................................................................................................................... 242 Глава 9. Изолирование последствий ошибок ............................................................ 243 9.1. Деревья супервизоров ..................................................................................................... 244 9.1.1. Разделение слабо связанных частей ....................................................................... 244 9.1.2. Усовершенствованное обнаружение процессов ..................................................... 247 9.1.3. Via-кортежи ............................................................................................................... 249 9.1.4. Регистрация рабочих процессов базы данных ....................................................... 251 9.1.5. Наблюдение за рабочими процессами .................................................................... 253 9.1.6. Построение дерева супервизоров ........................................................................... 256 9.2. Динамический запуск рабочих процессов ..................................................................... 259 9.2.1. Регистрация серверных процессов .......................................................................... 260 9.2.2. Динамические супервизоры .................................................................................... 260 9.2.3. Обнаружение серверных процессов ........................................................................ 262 9.2.4. Использование временных рабочих процессов ..................................................... 263 9.2.5. Тестирование системы ............................................................................................. 264 9.3. Let it crash ......................................................................................................................... 265 9.3.1. Процессы, отказа которых допускать нельзя ......................................................... 266 9.3.2. Обработка ожидаемых ошибок ............................................................................... 267 9.3.3. Сохранение состояния.............................................................................................. 268 Выводы .................................................................................................................................... 269 Глава 10. За пределами GenServer ................................................................................ 270 10.1. Задачи ............................................................................................................................. 270 10.1.1. Задачи с ожиданием ответа ................................................................................... 271 10.1.2. Задачи без ожидания ответа .................................................................................. 273 10.2. Агенты ............................................................................................................................. 275 10.2.1. Использование агентов .......................................................................................... 275 10.2.2. Агенты и конкурентность ...................................................................................... 276 10.2.3. Сервер списка дел на основе модуля Agent .......................................................... 277 10.2.4. Пределы возможностей агентов ............................................................................ 279 10.3. Таблицы ETS ................................................................................................................... 281 10.3.1. Основные операции ............................................................................................... 284 10.3.2. Хранилище ключ/значение на основе таблицы ETS ............................................ 287 10.3.3. Прочие операции ETS ............................................................................................. 290 10.3.4. Упражнение: реестр процессов .............................................................................. 293 Выводы .................................................................................................................................... 295 Глава 11. Работа с компонентами .................................................................................. 296 11.1. OTP-приложения ............................................................................................................ 296 11.1.1. Создание приложений с помощью инструмента mix .......................................... 296 11.1.2. Поведение приложения .......................................................................................... 298 11.1.3. Запуск приложения ................................................................................................ 299 11.1.4. Библиотечные приложения ................................................................................... 300 11.1.5. Создание приложения текущей системы .............................................................. 300 11.1.6. Структура каталогов приложения ......................................................................... 302 11.2. Работа с зависимостями ................................................................................................ 304

Стр.9

Содержание  9 11.2.1. Добавление зависимости ....................................................................................... 305 11.2.2. Реорганизация пула процессов .............................................................................. 305 11.2.3. Визуализация системы ........................................................................................... 308 11.3. Создание веб-сервера .................................................................................................... 309 11.3.1. Выбор зависимостей............................................................................................... 309 11.3.2. Запуск сервера ........................................................................................................ 310 11.3.3. Обработка запросов ................................................................................................ 312 11.3.4. Логика работы системы .......................................................................................... 315 11.4. Настройка приложений ................................................................................................. 319 11.4.1. Окружение приложения ......................................................................................... 319 11.4.2. Изменяемость настроек ......................................................................................... 320 11.4.3. Особенности скриптов конфигурации .................................................................. 321 Выводы .................................................................................................................................... 322 Глава 12. Создание распределенной системы ........................................................... 323 12.1. Примитивы распределенных вычислений ................................................................... 325 12.1.1. Запуск кластера ....................................................................................................... 325 12.1.2. Взаимодействие узлов ............................................................................................ 326 12.1.3. Обнаружение процессов ......................................................................................... 329 12.1.4. Ссылки и мониторы ................................................................................................ 332 12.1.5. Прочие сервисы распределения ............................................................................ 333 12.2. Создание отказоустойчивого кластера ......................................................................... 335 12.2.1. Устройство кластера ............................................................................................... 336 12.2.2. Распределенный кеш .............................................................................................. 336 12.2.3. Создание репликационной базы данных ............................................................. 341 12.2.4. Тестирование системы ........................................................................................... 344 12.2.5. Обнаружение потери связности сети .................................................................... 346 12.2.6. Высокодоступные системы .................................................................................... 347 12.3. Особенности сетевого соединения ............................................................................... 348 12.3.1. Имена узлов ............................................................................................................ 348 12.3.2. Файлы cookie ........................................................................................................... 349 12.3.3. Скрытые узлы ......................................................................................................... 350 12.3.4. Фаерволы ................................................................................................................. 350 Выводы .................................................................................................................................... 352 Глава 13. Запуск системы ................................................................................................. 353 13.1. Запуск системы с помощью инструментов Elixir ........................................................ 353 13.1.1. Использование команд mix и elixir ....................................................................... 354 13.1.2. Выполнение скриптов ............................................................................................ 355 13.1.3. Компиляция для промышленной эксплуатации .................................................. 356 13.2. OTP-релизы .................................................................................................................... 358 13.2.1. Создание релиза с помощью distillery .................................................................. 358 13.2.2. Использование релиза ............................................................................................ 360 13.2.3. Структура релиза .................................................................................................... 361 13.3. Анализ поведения системы ........................................................................................... 365 13.3.1. Отладка .................................................................................................................... 365 13.3.2. Журналирование ..................................................................................................... 367 13.3.3. Взаимодействие с системой ................................................................................... 367 13.3.4. Трассировка ............................................................................................................. 368 Выводы .................................................................................................................................... 371

Стр.10