An object oriented language is a language with good support for objects.
A concurrency oriented language has good support for concurrency.
--Joe Armstrong
兩類通用并發模型：參考七周七并發模型
-
共享記憶體型Shared Memory
- 執行緒Threads
- 鎖Locks
- 互斥l量Mutexes
-
訊息傳送型（CSP和Actor模型）
- 行程Processes
- 訊息Messages
- 不共享資料(狀態)No shared data
重點介紹訊息傳送型的兩種模型Actor和CSP（Communicating Sequential Process）的各項對比
主要目的：除了常用的Python、Java等用的并發模型之外，還存在這么個東西
先看兩段代碼
代碼示例對比
使用Erlang代碼和Go代碼分別實作列印服務print_server，用來對比模型使用差異
Actor模型-Erlang代碼
%%%-------------------------------------------------------------------
%%% @author Suncle
%%% @doc
%%% print_server
%%% @end
%%% Created : 2017/12/18 14:53
%%%-------------------------------------------------------------------
-module(print_server).
-author("Flowsnow").
%% API
-export([print_server/0, start_print_server/0, send_msg/2]).
print_server() ->
receive
Msg ->
io:format("print_server received msg: ~p~n", [Msg]),
print_server()
end.
start_print_server() ->
Pid = spawn(?MODULE, print_server, []),
Pid.
send_msg(Msg, Pid) ->
Pid ! Msg,
io:format("send_normal_msg: ~p~n", [Msg]).
Erlang shell輸出結果如下：
1> c("print_server.erl").
{ok,print_server}
2> Pid = print_server:start_print_server().
<0.39.0>
3> print_server:send_msg("hello", Pid).
send_normal_msg: "hello"
print_server received msg: "hello"
ok
以上print_server使用的是最原始的Erlang語法實作的，也可以使用OTP gen_server原語實作更加清晰易懂
CSP模型-Go代碼
print函式從channel讀取訊息并阻塞，直到主函式向channel寫入hello訊息
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
c := make(chan string)
go print(c)
time.Sleep(1 * time.Second)
fmt.Println("main function: start writing msg")
c <- "hello"
var input string
fmt.Scanln(&input)
}
func print(c <-chan string) {
fmt.Println("print function: start reading")
fmt.Println("print function: reading: " + <-c)
time.Sleep(1 * time.Second)
}
輸出結果如下：
D:\workspace\Go>go run print_server.go
print function: start reading
main function: start writing msg
print function: reading: hello
模型圖對比
Actor
Actor1發送訊息到Actor2的郵箱中，郵箱本質是佇列，由Actor2消費
CSP
Process1在Channel的寫入端添加訊息，Process2在channel的讀取端讀取訊息
基本特性對比
Actor
- 基于訊息傳遞message-passing
- 訊息和信箱機制：訊息異步發送
- 保留可變狀態但不共享
- 失敗檢測和任其崩潰
- 重點在于發送訊息時的物體
CSP
- 基于訊息傳遞message-passing
- 順序行程Sequential processes
- 通過channel同步通信Synchronous communication through channels
- 頻道交替復用Multiplexing of channels with alternation
- 重點在于發送訊息時使用的通道channel
通信語意對比
Actor
Actor1等待訊息并阻塞，直到Actor2發送訊息給Actor1
Actor2發送訊息給Actor3，暫存在Actor3的Mailbox中，直到Actor3接受并處理
CSP
Process1讀取channel因沒有訊息阻塞，直到Process2向該channel添加訊息
process2向channel添加訊息并阻塞，直到Process3讀取該channel訊息
Erlang實作簡易銀行賬戶
使用Erlang原語，代碼如下：
- https://gist.github.com/Flowsnow/5da4565718bb6c3ec3f0a79cfedf0b00
使用OTP的gen_server，代碼如下：
- https://gist.github.com/Flowsnow/18a580313ac0b7ea54e5eddd9e2b2265
Erlang小專案：IP資料庫
使用Erlang/OTP實作的IP資料庫，可以根據IP查詢到具體的國家省份等，代碼如下：
- https://github.com/Flowsnow/ip_db
不一樣的Erlang特性
- Let it crash思想：值得借鑒
- https://www.zhihu.com/question/21325941/answer/173370966
比如：執行算術例外崩潰
- 變數是不可變的，變數一旦賦予值就無法再改變：帶來的好處就是沒有可變狀態，就不需要記憶體共享，也就不需要有鎖
- Erlang行程之間的唯一互動方式就是訊息傳遞：Erlang中沒有像C++那樣，行程間擁有多種不同的互動方式（管道、訊息佇列、存盤共享等等），
FAQ
為什么沒有容量自動增大的緩沖區？
即使現在有一個看上去永不枯竭的資源，總有一天這個資源還是會被用盡的，可能是因為時過境遷，當初的老程式現在需要解決更大規模的問題；也可能是存在一個bug，訊息沒有被及時處理，導致被堆積，如果沒有思考緩沖區塞滿時的對策，那么在未來的某個時間就有可能出現一個破壞性極強，隱蔽性極深且難以診斷的bug，最好的策略是在現在就思考如何處理快取區被塞滿的情況，將問題消滅在萌芽階段，
因此常用的快取區型別有三種：阻塞型(blocking)，棄用新值型(dropping)，移出舊值型(sliding)
Python有什么訊息傳遞并發模型？
Actor模型pykka：https://github.com/jodal/pykka
CSP模型pycsp：https://github.com/runefriborg/pycsp/wiki/Getting_Started_With_PyCSP
圖片均來源于here！
參考：
- Communicating Sequential Processes (CSP)-An alternative to the actor model
- Concurrency Oriented Programming In Erlang-Joe Armstrong.pdf
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