行为

行为

在监督树中，很多进程有着相似结构，遵循类似的模式。例如，督程的结构都很相似。他们之间的唯一区别在于所监督的子进程。此外，很多佣程都是处于服务器－客户端关系中的服务器，有限状态机或者诸如错误日志这样的事件处理器。

行为是对这些常见模式的形式化。其思想是将一个进程的代码划分为一个通用的部分(行为模块)和一个特定的部分（回调模块 ）。

行为模块是Erlang/OTP的一部分。要实现一个督程，用户只需要实现回调模块，导出预定义集合中的函数—— 回调函数 。

一个例子可以用来说明代码是如何被划分成为通用和特定部分的：考虑下面的代码（普通Erlang编写），一个简单的服务器，用于保持跟踪一些“频道”。其他进程可以通过调用 alloc/0 和 free/1 函数来相应地分配和释放一个频道。

-module(ch1).
-export([start/0]).
-export([alloc/0, free/1]).
-export([init/0]).
start() ->
    spawn(ch1, init, []).
alloc() ->
    ch1 ! {self(), alloc},
    receive
        {ch1, Res} ->
            Res
    end.
free(Ch) ->
    ch1 ! {free, Ch},
    ok.
init() ->
    register(ch1, self()),
    Chs = channels(),
    loop(Chs).
loop(Chs) ->
    receive
        {From, alloc} ->
            {Ch, Chs2} = alloc(Chs),
            From ! {ch1, Ch},
            loop(Chs2);
        {free, Ch} ->
            Chs2 = free(Ch, Chs),
            loop(Chs2)
    end.

服务器的代码可以重写为一个通用的部分 server.erl:

-module(server).
-export([start/1]).
-export([call/2, cast/2]).
-export([init/1]).
start(Mod) ->
    spawn(server, init, [Mod]).
call(Name, Req) ->
    Name ! {call, self(), Req},
    receive
        {Name, Res} ->
            Res
    end.
cast(Name, Req) ->
    Name ! {cast, Req},
    ok.
init(Mod) ->
    register(Mod, self()),
    State = Mod:init(),
    loop(Mod, State).
loop(Mod, State) ->
    receive
        {call, From, Req} ->
            {Res, State2} = Mod:handle_call(Req, State),
            From ! {Mod, Res},
            loop(Mod, State2);
        {cast, Req} ->
            State2 = Mod:handle_cast(Req, State),
            loop(Mod, State2)
    end.

还有一个回调模块 ch2.erl:

-module(ch2).
-export([start/0]).
-export([alloc/0, free/1]).
-export([init/0, handle_call/2, handle_cast/2]).

start() ->
    server:start(ch2).

alloc() ->
    server:call(ch2, alloc).

free(Ch) ->
    server:cast(ch2, {free, Ch}).

init() ->
    channels().

handle_call(alloc, Chs) ->
    alloc(Chs). % => {Ch,Chs2}

handle_cast({free, Ch}, Chs) ->
    free(Ch, Chs). % => Chs2
  • 注意以下几点:
    • server 中的代码可以被重用于建立很多不同的服务器端。
    • 服务器的名字——这个例子中为原子 ch2 ——对于客户端函数的用户而言是隐藏的。这意味无须影响客户端就可以改变名字。
    • 协议(发给服务器和从服务器接收到的消息)也是隐藏的。这是很好的编程实践，让我们可以在不改变接口函数的代码的情况下改变协议。
    • 我们可以扩展服务器 server 的功能，而不用改变 ch2 或任何其它的回调模块。(在上面的 ch1.erl 和 ch2.erl 中， channels/0 、 alloc/1 、 free/2 的实现被特意省略了，因为和这个例子无关。为了完整起见，下面会给出这些函数的一种写法。注意这只是个例子，实际的实现必须能够处理一些特殊情况，如频道用光无法分配等)
channels() ->
   {_Allocated = [], _Free = lists:seq(1,100)}.

alloc({Allocated, [H|T] = _Free}) ->
   {H, {[H|Allocated], T}}.

free(Ch, {Alloc, Free} = Channels) ->
   case lists:member(Ch, Alloc) of
      true ->
         {lists:delete(Ch, Alloc), [Ch|Free]};
      false ->
         Channels
   end.

不用行为来写的代码可能会更快些，但是所提高的效率是要付出通用性上的代价。对系统中以一致的方式管理所有应用的能力是非常重要的。

使用行为也可以使得由其他程序员所写的代码更容易阅读和理解。专门的编程结构，可能会更高效，但是往往更加难于理解。

模块 server 对应的是极大简化了的Erlang/OTP中的 gen_server 行为。

标准 Erlang/OTP 行为有：

  • gen_server
  • 用于实现 C/S 结构中的服务端。
  • gen_fsm
  • 用于实现有限状态机。
  • gen_event
  • 用于实现事件处理功能。
  • supervisor
  • 用于实现监督树中的督程。编译器看到模块属性 -behaviour(Behaviour). 后会提出缺少的回调函数的警告。例如：
-module(chs3).
-behaviour(gen_server).
...

3> c(chs3).
./chs3.erl:10: Warning: undefined call-back function handle_call/3
{ok,chs3}