进程（ Processes）

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小牛编辑

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2023-12-01

在Elixir中，所有代码都在进程内运行。进程彼此隔离，彼此并发运行并通过消息传递进行通信。 Elixir的流程不应与操作系统流程混淆。 Elixir中的进程在内存和CPU方面非常轻量级（与许多其他编程语言中的线程不同）。因此，同时运行数十甚至数十万个进程并不罕见。

在本章中，我们将了解产生新进程的基本结构，以及在不同进程之间发送和接收消息。

产卵功能

创建新进程的最简单方法是使用spawn函数。 spawn接受将在新进程中运行的函数。例如 -

pid = spawn(fn -> 2 * 2 end)
Process.alive?(pid)

运行上述程序时，会产生以下结果 -

false

spawn函数的返回值是PID。这是进程的唯一标识符，因此如果您运行PID上方的代码，它将是不同的。正如您在此示例中所看到的，当我们检查它是否存活时，该过程已经死亡。这是因为一旦完成运行给定函数，进程就会退出。

如前所述，所有Elixir代码都在进程内运行。如果您运行自我功能，您将看到当前会话的PID -

pid = self
Process.alive?(pid)

运行上述程序时，会产生以下结果 -

true

消息传递

我们可以通过发送向进程发送消息，并通过接收接收它们。让我们将消息传递给当前进程并在其上接收它。

send(self(), {:hello, "Hi people"})
receive do
   {:hello, msg} -> IO.puts(msg)
   {:another_case, msg} -> IO.puts("This one won't match!")
end

运行上述程序时，会产生以下结果 -

Hi people

我们使用send函数向当前进程发送了一条消息，并将其传递给了self of PID。然后我们使用receive函数处理传入的消息。

将消息发送到进程时，该消息将存储在process mailbox 。接收块通过当前进程邮箱搜索与任何给定模式匹配的消息。接收块支持警卫和许多子句，例如case。

如果邮箱中没有与任何模式匹配的消息，则当前进程将等待，直到匹配的消息到达。也可以指定超时。例如，

receive do
   {:hello, msg}  -> msg
after
   1_000 -> "nothing after 1s"
end

运行上述程序时，会产生以下结果 -

nothing after 1s

NOTE - 当您希望邮件在邮箱中时，可以给出超时0。

Links

Elixir中最常见的产卵形式实际上是通过spawn_link函数。在查看spawn_link的示例之前，让我们了解一个进程失败时会发生什么。

spawn fn -> raise "oops" end

运行上述程序时，会产生以下错误 -

[error] Process #PID<0.58.00> raised an exception
** (RuntimeError) oops
   :erlang.apply/2

它记录了一个错误，但产生过程仍在运行。这是因为流程是孤立的。如果我们希望一个进程中的失败传播到另一个进程，我们需要链接它们。这可以使用spawn_link函数完成。让我们考虑一个例子来理解相同的 -

spawn_link fn -> raise "oops" end

运行上述程序时，会产生以下错误 -

** (EXIT from #PID<0.41.0>) an exception was raised:
   ** (RuntimeError) oops
      :erlang.apply/2

如果你在iex shell中运行它，那么shell会处理这个错误并且不会退出。但是如果你先运行一个脚本文件，然后使用elixir 《file-name》.exs ，那么父进程也会因为这个失败而被关闭。

在构建容错系统时，进程和链接起着重要作用。在Elixir应用程序中，我们经常将我们的流程链接到主管，主管将检测流程何时死亡并在其位置启动新流程。这是唯一可行的，因为进程是隔离的，默认情况下不共享任何内容。由于流程是孤立的，因此流程中的故障不会崩溃或破坏另一个流程的状态。而其他语言将要求我们捕获/处理异常; 在Elixir，我们实际上很好地让流程失败，因为我们希望主管能够正确地重启我们的系统。

State

例如，如果要构建一个需要状态的应用程序来保持应用程序配置，或者需要解析文件并将其保存在内存中，那么您将在何处存储它？ Elixir的流程功能在执行此类操作时可以派上用场。

我们可以编写无限循环，维护状态，发送和接收消息的进程。作为一个例子，让我们编写一个模块来启动新进程，这些进程在名为kv.exs的文件中用作键值存储。

defmodule KV do
   def start_link do
      Task.start_link(fn -> loop(%{}) end)
   end
   defp loop(map) do
      receive do
         {:get, key, caller} ->
         send caller, Map.get(map, key)
         loop(map)
         {:put, key, value} ->
         loop(Map.put(map, key, value))
      end
   end
end

请注意， start_link函数启动一个运行loop函数的新进程，从空映射开始。然后loop函数等待消息并对每条消息执行适当的操作。在a :get消息的情况下，它将消息发送回调用者并再次调用循环，以等待新消息。虽然:put消息实际上使用新版本的地图调用loop ，但存储了给定的键和值。

现在让我们运行以下内容 -

iex kv.exs

现在你应该进入你的iex shell。要测试我们的模块，请尝试以下方法 -

{:ok, pid} = KV.start_link
# pid now has the pid of our new process that is being 
# used to get and store key value pairs 
# Send a KV pair :hello, "Hello" to the process
send pid, {:put, :hello, "Hello"}
# Ask for the key :hello
send pid, {:get, :hello, self()}
# Print all the received messages on the current process.
flush()

运行上述程序时，会产生以下结果 -

"Hello"