ارلنگ

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
ارلنگ
Erlang logo.svg
پارادایم پارادایم برنامه‌نویسی: concurrent، برنامه‌نویسی تابعی
طراحی‌شده توسط Joe Armstrong, Robert Virding, and Mike Williams
توسعه‌دهنده اریکسون
ظهوریافته در ۱۹۸۶؛ ۳۱ سال پیش (۱۹۸۶)
۲۰٫۰ / ۲۱ ژوئن ۲۰۱۷؛ ۵ ماه پیش (۲۰۱۷-۰۶-21)
dynamic، وابستگی زیاد و کم به نوع
پروانه

مجوز آپاچی (since OTP 18.0)

Erlang Public License 1.1 (earlier releases)
.erl .hrl
وب‌گاه www.erlang.org

Erlang Programming در ویکی‌کتاب (انگلیسی)

ارلنگ (به انگلیسی: Erlang) یک زبان برنامه‌نویسی همه‌منظوره، همروند، دارای زباله جمع‌کن و سامانهٔ زمان‌اجرا (به انگلیسی: Runtime) است. برای همروندی از مدل اکتور (به انگلیسی: Actor Model) پیروی می‌کند. این زبان توسط اریکسون برای پشتیبانی و توسعه برنامه‌های توزیع‌شده، تحمل‌پذیر در برابر خطا، بیدرنگ نرم (به انگلیسی: soft-real-time) و بدون وقفه طراحی شده‌است. این زبان از تعویض داغ[نیازمند منبع] (به انگلیسی: Hot swapping) که در آن بدون توقف سامانه قادر به تغییر کدهای برنامه هستیم پشتیبانی می‌کند.

سیستم زمان اجرا ارلانگ برای طرح‌های خود که به خوبی برای سیستم‌هایی با مشخصات زیر مناسب است شناخته شده‌است:

  • توزیع شده(به انگلیسی: Distributed)
  • بردباری خطا(به انگلیسی: Fault-tolerant)
  • زمان واقعی ملایم(به انگلیسی: Soft real-time)
  • بسیار در دسترس، بدون توقف (به انگلیسی: Highly available, non-stop applications) برنامه
  • تعویض داغ(به انگلیسی: Hot swapping) که در آن کد می‌تواند بدون توقف سیستم تغییر کند.

زبان برنامه‌نویسی ارلانگ برای خواص زیر شناخته می‌شود:

  • داده تغییرناپذیر(به انگلیسی: Immutable data)
  • تطبیق الگو(به انگلیسی: Pattern matching)
  • برنامه‌نویسی تابعی(به انگلیسی: Functional programming)

ارلنگ در واقع یک زبان اختصاصی در شرکت اریسکون بود که توسط Joe Armstrong , Robert Virding و Mike Williams در سال ۱۹۸۶ توسعه پیدا کرده بود، اما در سال ۱۹۹۸ به عنوان یک زیان متن باز منتشر شد. Erlang/OTP توسط واحد محصول OTP در اریکسون پشتیبانی و نگهداری می‌شود.

تاریخچه[ویرایش]

نام «ارلنگ» به Bjarne Däcker نسبت داده شده‌است، توسط کسانی که بر روی تعویض تلفن کار می‌کنند تصور می‌شود به یک مرجع که یک ریاضی‌دان دانمارکی است و مهندس ارلنگ Agner Krarup به بعوان یک مخفف هیجانی «زبان اریکسون» داده شده‌است.

ارلانگ با هدف بهبود و توسعه برنامه‌های کاربردی تلفن طراحی شده‌است. نسخه اولیه ارلانگ در پرولگ (به انگلیسی: Prolog) اجرا شد و توسط زبان برنامه‌نویسی مورد استفاده در PLEX مبادلات زودتر اریکسون تأثیر پذیرفته بود. در سال ۱۹۸۸ ارلانگ ثابت کرده بود که برای نمونه سازی مبادلات تلفنی مناسب است، اما در prolog بسیار آهسته اجرا می‌شد. یک گروه از متخصصان اریکسون تخمین زده بودند که برای استفاده از محصولشان سرعت آن باید ۴۰ بار سریعتر شود. در سال ۱۹۹۲ کار بر روی ماشین مجازی BEAM که ارلنگ را به زبان C با استفاده از ترکیبی از کدهای کامپایل شده محلی و کدهای نخ بندی شده برای اعتصاب یک تعادل بین عملکرد و فضای دیسک شروع شد. با توجه به گفته‌های آرمسترانگ، این زبان از یک محصول آزمایشگاهی به یک محصول واقعی پس از رسیدن به نسل جدید و تبدیل نام AXE به AXE-N در سال ۱۹۹۵ تبدیل شد. در نتیجه، Erlang برای آینده دستگاه خودپرداز تبادل AXD انتخاب شد.

در سال ۱۹۹۸ اریکسون از سوئیچ AXD301 اطلاع داد، که شامل بیش از یک میلیون خط از ارلنگ می‌شد و از در دسترس بودن بالای ۹ گزارش داد. مدت کوتاهی پس از آن، سیستم رادیو ارلنگ استفاده از ارلنگ برای محصول جدید در مصارف خانگی را ممنون کرد، این اتفاق با استناد به اولویت زبان‌های غیررسمی روی داد. این ممنوعیت باعث شد آرمسترانگ و دیگران شرکت اریکسون را ترک کنند. اجرای متن بازکردن این زبان در انتهای همین سال روی داد. سرانجام با برداشتن این ممنوعیت اریسون دوباره آرمسترانگ را در سال ۲۰۰۴ استخدام کرد.

در سال ۲۰۰۶، پشتیبانی از چند پردازنده ای متقارن محلی به سیستم زمان اجرا و ماشین مجازی اضافه شد.

جهان بینی ارلنگ[ویرایش]

دیدگاه ارلنگ از جهان، از زبان آرمسترانگ، شرکت سازنده ارلنگ که خلاصه ای از آن را در پایان‌نامه دکترای خود به شرح زیر آورده:

  • همه چیز یک فرایند است.
  • فرایندها به شدت منزوی هستند.
  • ایجاد و تخریب فرایند یک عملیات سبک‌وزن است.
  • عبور پیام تنها راه تعامل فرایند هاست.
  • فرایندها نام‌های منحصر به فردی دارند.
  • اگر شما نام یک فرایند را بدانید می‌توانید به آن پیام ارسال کنید.
  • فرایندها بدون منبع به اشتراک گذاشته می‌شوند.
  • دست زدن به خطا (به انگلیسی: Error handling) غیر محلی است.
  • فرایندها کارهایی که پشتیبانی می‌کنند را انجام می‌دهند که منجر به انجام یا شکست می‌شود.

جو آرمسترانگ در سال ۲۰۱۳ در مصاحبه با Rackspace اشاره می‌کند: «اگر جاوا یک بار نوشته شود و همه جا اجرا شود، پس ارلنگ یک بار نوشته می‌شود و همیشه اجرا می‌شود.»

استفاده[ویرایش]

ارلنگ در حال حاضر توسط شرکت‌ها از جمله Nortel و T-Mobile اتخاذ شده‌است. ارلنگ در گره پشتیبانی اریکسون، و 3G , GPRS و شبکه‌های LTE در سرار جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد .
[۱][۲]

نمونه برنامه‌نویسی تابعی[ویرایش]

یک تابع ارلنگ که از توابع بازگشتی برای شمارش تا ده استفاده می‌کند:

1 -module(count_to_ten).
2 -export([count_to_ten/0]).
3 
4 count_to_ten() -> do_count(0).
5 
6 do_count(10) -> 10;
7 do_count(N) -> do_count(N + 1).

الگوریتم اجرای فاکتوریل در ارلنگ:

-module(fact).    % This is the file 'fact.erl', the module and the filename must match
-export([fac/1]). % This exports the function 'fac' of arity 1 (1 parameter, no type, no name)

fac(0) -> 1; % If 0, then return 1, otherwise (note the semicolon ; meaning 'else')
fac(N) when N> 0, is_integer(N) -> N * fac(N-1).
% Recursively determine, then return the result
% (note the period . meaning 'endif' or 'function end')
%% This function will crash if anything other than a nonnegative integer is given.
%% It illustrates the "Let it crash" philosophy of Erlang.

الگوریتم اجرای فیبوناچی در ارلنگ (توجه داشته باشید: این الگوریتم فقط برای نشان دادن نحوه نگارش ارلنگ است و از نظر زمانی بهینه نیست):

-module(fibonacci).    % This is the file 'fibonacci.erl', the module and the filename must match
-export([fib/1]). % This exports the function 'fib' of arity 1

fib(0) -> 0; % If 0, then return 0, otherwise (note the semicolon ; meaning 'else')
fib(1) -> 1; % If 1, then return 1, otherwise
fib(N) when N> 1 -> fib(N - 1) + fib(N - 2).

مرتب‌سازی سریع در ارلانگ، با استفاده از لیست درک مطلب:

%% qsort:qsort(List)
%% Sort a list of items
-module(qsort).     % This is the file 'qsort.erl'
-export([qsort/1]). % A function 'qsort' with 1 parameter is exported (no type, no name)

qsort([]) -> []; % If the list [] is empty, return an empty list (nothing to sort)
qsort([Pivot|Rest]) ->
    % Compose recursively a list with 'Front' for all elements that should be before 'Pivot'
    % then 'Pivot' then 'Back' for all elements that should be after 'Pivot'
    qsort([Front || Front <- Rest, Front <Pivot]) ++
    [Pivot] ++
    qsort([Back || Back <- Rest, Back>= Pivot]).

در مثال بالا تابع فراخوانی بازگشتی مرتب‌سازی سریع تا زمانی که چیزی برای مرتب‌سازی باقی نمانده باشد ادامه پیدا می‌کند .
عبارت [Front || Front <- Rest, Front <Pivot] یک لیست درک است، به این معنی «ساخت یک لیست از عناصر Front به طوری که Front عضو Rest است، و Front کمتر از Pivot است.» ++ عملگر الحاق لیست است .
یک تابع مقایسه می‌توان برای سازه‌های پیچیده‌تر به خاطر خوانایی استفاده می‌شود.
کد زیر لیست‌ها را بر اساس طول مرتب می‌کند:

% This is file 'listsort.erl' (the compiler is made this way)
-module(listsort).
% Export 'by_length' with 1 parameter (don't care about the type and name)
-export([by_length/1]).

by_length(Lists) -> % Use 'qsort/2' and provides an anonymous function as a parameter
   qsort(Lists, fun(A,B) -> length(A) <length(B) end).

qsort([], _)-> []; % If list is empty, return an empty list (ignore the second parameter)
qsort([Pivot|Rest], Smaller) ->
    % Partition list with 'Smaller' elements in front of 'Pivot' and not-'Smaller' elements
    % after 'Pivot' and sort the sublists.
    qsort([X || X <- Rest, Smaller(X,Pivot)], Smaller)
    ++ [Pivot] ++
    qsort([Y || Y <- Rest, not(Smaller(Y, Pivot))], Smaller).

در اینجا، دوباره یک Pivot از اولین پارامتر داده شده به ()qsort گرفته شده‌است و نام لیست rest را Rest قرار داده‌است. توجه داشته باشید که بیان

[X || X <- Rest, Smaller(X,Pivot)]

تفاوتی با حالت زیر ندارد

[Front || Front <- Rest, Front <Pivot]

(در مثال قبل) به جز برای استفاده از یک تابع مقایسه ای در آخرین بخش، صدا زدن"ساخت یک لیست از عناصر X به طوری که X یک عضو از Rest است، و Smaller درست می‌باشد." با Smaller از پیش تعریف شده مانند

fun(A,B) -> length(A) <length(B) end

توجه داشته باشید تابع بی‌نامی که Smaller ، در لیست پارامتر تعریف دوم qsort هست را می‌توان با نامی که در تابع اشاره شده نامید.

انواع داده[ویرایش]

Integers[ویرایش]

اعداد صحیح به عنوان دنباله ای از اعداد اعشاری نوشته شده‌است، به عنوان مثال، ۱۲، ۱۲۳۷۵ و -۲۳٬۴۲۷ اعداد صحیح هستند. علم حساب اعداد صحیح دقیق و تنها محدود به حافظه موجود بر روی دستگاه است.

Atoms[ویرایش]

اتم‌ها در یک برنامه برای نشان دادن ارزش‌های متمایز استفاده می‌شود. آنها به صورت رشته‌ای از کاراکترهای الفبایی متوالی نوشته می‌شوند، اولین کاراکتر که حروف کوچک است. اتم‌ها می‌توانند شامل هر کاراکتر باشند اگر آنها در نقل قول‌های محصور و یک کنوانسیون فرار وجود داشته باشد که اجازه می‌دهد هر کاراکتر در یک اتم استفاده شود.

Floats[ویرایش]

عداد ممیز شناور از IEEE 754 بیتی۶۴ استفاده می‌کند.

منابع[ویرایش]

مراجع نمادهای منحصر به فرد جهانی هستند که تنها ویژگی آنها این است که می‌توان آنها را برای برابری مقایسه کرد.

Binaries[ویرایش]

دودویی دنباله ای از بایت است. باینری راه صرفه جویی در فضای ذخیره‌سازی داده‌های دودویی را ارائه می‌دهد.

Pids[ویرایش]

pid برای شناسایی فرایند کوتاه است.pid توسط ارقام ابتدایی ارلانگ ایجاد می‌شود.

Ports[ویرایش]

Ports برای برقراری ارتباط با دنیای خارج استفاده می‌شود. پورت‌ها با function-built-in open_port ایجاد می‌شوند. پیام‌ها را می‌توان به پورت‌ها ارسال و دریافت کرد، اما این پیام‌ها باید به اصطلاح «پروتکل پورت» مطابقت داشته باشند.

Funs[ویرایش]

Funs تابع بسته‌است. Funs توسط عبارات فرم ایجاد می‌شود: Fun(...) -> … end

Tuples[ویرایش]

Tupels ظروف برای تعداد ثابت از انواع داده ارلانگ هستند. نحو {D1 , D2, … ,Dn} یک تابع را نشان می‌دهد که استدلال آن D1, D2, … ,Dn است. استدلال می‌تواند نوع داده‌های اولیه یا انواع داده‌های ترکیب باشد. هر عنصر یک دوره زمانی می‌تواند در زمان ثابت مشاهده شود.

Lists[ویرایش]

لیست‌ها ظروف برای تعداد متغیری از انواع داده Erlang هستند. نحو [Dh | Dt] یک لیست را نشان می‌دهد که اولین عنصر آن Dh است و عناصر باقی‌مانده آن Dt است. نحو [] یک لیست خالی را نشان می‌دهد. نحو [D1، D2، ..، Dn] کوتاه است برای [D1 | [D2 | .. | [Dn | []]]]. اولین عنصر از یک لیست در زمان ثابت قابل دسترسی است. اولین عنصر از لیست، سر لیست است. باقی‌مانده از یک لیست زمانی که سر آن حذف شده‌است دم لیست است.

Maps[ویرایش]

نقشه‌ها دارای تعداد متغیری از ارتباطات کلیدی ارزش هستند. نحو به این صورت # {Key1 => Value1، …، KeyN => ValueN} است.

Strings[ویرایش]

رشته‌ها مابین نقل قول دوتایی نوشته می‌شوند. این یک نحو جالب برای نمایش دنباله ای از کدهای اسکی یا لیستی از کارکترها می‌باشد؛ بنابراین، به عنوان مثال، رشته "CAT" به صورت [۹۹٬۹۷٬۱۱۶] کوتاه می‌شود. این پشتیبانی جزئی برای رشته Unicode است.

Records[ویرایش]

سوابق یک راه مناسب برای ارتباط یک برچسب با هر یک از عناصر در یک تاپل فراهم می‌کند. این موضوع اجازه می‌دهد تا به یک عنصر از یک تاپل با نام و نه با موقعیت اشاره کرد. یک پیش کامپایلر طول می‌کشد رکوردتعریف و جایگزین آن با مرجع تاپل مناسب شود.

بارگذاری کد و ماژولهای جدید[ویرایش]

ارلنگ از بروزرسانی برنامه‌هایی با سطح زبان پویا پشتیبانی می‌کند. برای اجرای این، کد به عنوان یک واحد «ماژول» بارگذاری و مدیریت می‌شود؛ ماژول یک واحد تلفیقی است. سیستم می‌تواند همزمان دو نسخه از یک ماژول را در حافظه نگه دارد و فرایندها می‌توانند همزمان هر یک از کدها را اجرا کنند. به نسخه‌ها با نسخه‌های جدید و قدیمی مراجعه می‌شود. فرایندها تا زمانی که یک تماس خارجی به ماژول آن ایجاد نشود به نسخه جدید تبدیل نمی‌شوند.

یک مثال از مکانیزم بارگیری کد:

  %% A process whose only job is to keep a counter.
  %% First version
  -module(counter).
  -export([start/0, codeswitch/1]).

  start() -> loop(0).

  loop(Sum) ->
    receive
       {increment, Count} ->
          loop(Sum+Count);
       {counter, Pid} ->
          Pid ! {counter, Sum},
          loop(Sum);
       code_switch ->
          ?MODULE:codeswitch(Sum)
          % Force the use of 'codeswitch/1' from the latest MODULE version
    end.

  codeswitch(Sum) -> loop(Sum).

برای نسخه دوم، ما امکان اضافه کردن شمارش به صفر را اضافه می‌کنیم.

  %% Second version
  -module(counter).
  -export([start/0, codeswitch/1]).

  start() -> loop(0).

  loop(Sum) ->
    receive
       {increment, Count} ->
          loop(Sum+Count);
       reset ->
          loop(0);
       {counter, Pid} ->
          Pid ! {counter, Sum},
          loop(Sum);
       code_switch ->
          ?MODULE:codeswitch(Sum)
    end.

  codeswitch(Sum) -> loop(Sum).

منابع[ویرایش]

  1. Wikipedia contributors, "Erlang (programming language)," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Erlang_(programming_language)&oldid=417616995 (accessed March 10, 2011).
  2. Wikipedia contributors, "Erlang (programming language)," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Erlang_(programming_language)