Elixir: 编程语言的未来

现在开始接触 Elixir

对编程语言选择的一点看法

Elixir 的元编程 (meta programming) 和 DSL

很多有用的链接

Elixir 并不是一个最近出现的语言。但是近期 Elixir 的生态逐渐完善，越来越多的专家开始关注这门语言，并且 给予 Elixir 好评。

现在开始接触 Elixir

一个小的 Elixir 例子

并行处理 JSON 字符串输入，并且解析成可用的变量，计算每秒处理的速度并输出。

https://github.com/doubaokun/exsample

用 entop 监控 Elixir 应用状态

对编程语言选择的一点看法

作为个语言发烧友，之前接触过 Java、Erlang、Scala、PHP、JavaScript、C#、C、Python、Ruby 等一大堆各种风格的编程语言。有人说，学那么多编程语言是想做”翻译”吗？其实事情并不那么简单。

不同的语言背后是风格截然不同的类库群、技术堆栈、生态和工具链。不同的语言针对了不同类型的问题。某些语言解决某些问题的成本会比其他语言低非常多。回归本质，学习编程语言还是为了低成本高效的解决实际的业务问题。

个人喜欢的编程语言风格

可以近实时更新变更

最好不需要长时间编译才能执行、应用启动快。

Java、 C 编译很慢，不适合频繁修改的项目。但是 PHP 、Node.js 修改即可见，可以极大提高开发效率。最好还能 hot-reload 就像很多前端工具一样，只要源码有一点变更，不需要刷新页面自动反应在浏览器中。Play framework 类似的自动加载功能也可以。

Elixir、Erlang 可以做到真正的任何情况下开着跑车换轮子。

关于热加载，见另一篇文章：编程开发常用的热加载工具。

支持并发执行

轻量级执行进程或者线程

由于某些限制，某些业务逻辑不可避免的会因为大量计算、网络磁盘 IO 等占用一个执行进程或者线程。所以希望这个执行体能够尽量轻量级，很少的内存占用，很快的启动时间，很少的切换消耗，最好能在 IO 执行的时候自动让出计算资源。

并发和并行

并发之进程模型

PHP 既是典型的这种模式。曾经见过某异步 PHP 框架 CS 高居不下，甚至比业务逻辑的 CPU 使用更高。

并发之线程模型

这种模型相对于进程模型好了很多，因为线程比进程轻量很多，创建、切换也快很多。

问题：线程和内核线程的关系为多对多，内核线程有限。能够调度的用户线程有限，无法充分利用多核性能。创建新线程消耗非常大。IO 阻塞无法释放计算资源。

并发之 Fork-join 轻量级进程模型：

Fork-join 创建自己的进程池来执行小粒度的任务。
相对于 Erlang 那种真正的抢占式调度的 VM 实现或者操作系统的抢占式调度，Fork-join 模型非常简单，也意味着相比之下效率相对低。
Fork-join 针对计算密集操作设计，意味着无法告诉 F/J 框架你因为 IO 等待而释放一会儿计算资源。所以，一般需要将异步 IO 操作放到另外的线程池，FJ 只处理纯计算。
基于 Scala 的 Akka 既是这种模型。所以，假如处理不当， Akka 的 Actor 很容易阻塞执行线程，如果执行线程池的线程被耗光，整个应用将会僵死在那里。而 Erlang 则没有这个问题。

并发之 Erlang 轻量级进程模型：

VM 调度线程，将计算划分为非常小的执行单元。可以支持非常多的进程。IO 阻塞可以自动释放资源。真正的抢占式调度。

类型系统

静态类型可以避免很多失误。动态类型经常会出现不可预期的结果，这有悖于 UNIX 风格的最少意外原则。
动态类型可以让开发更加快速。强静态类型系统会执行很快，比如 Java，但是也可以在有必要的时候使用反射，比如很多 RPC 框架的实现 (当然也有更进一步的字节码修改技术)。
每个语言的类型系统都有自己的特点。

丰富的内置结构或者容器类

最好能够区分 Interface、Struct 和 Implementation。能够以比较统一的模式轻松的定义自己需要的结构体。

GC 系统

除非 Erlang 无可媲美的轻量级线程级别的 GC 。否则你要么需要记住和理解复杂的 GC 调优参数、要么像 PHP 那样过一段时间将进程杀掉重来。

元编程和 DSL 扩展性

在语法级别的抽象和封装更能提高开发效率。Elixr 中如何实现 DSL。

执行速度和性能

这点和并发并行模式、以及多核利用率密切相关。

UNIX 风格

依赖和库管理系统

打包和发布系统

最好能打包成单一文件，容易分发和部署。比如 Java 应用打包成 Fat Jar 包到处执行，或者 Golang 那样编译成单一文件。

日志系统

真实的项目、日志非常重要。之前的文章已经提到日志的重要性。所以好的内置日志系统或者比较统一高效的日志模式非常重要。
最好支持屏幕打印、写文件等等功能。这可能不能算一个编程语言的特性了，要看这个语言是不是有很好的日志类库。
Java 的 SLF 就是一个比较好的日志系统类库。

工具链

项目构建、编译、测试工具比较完善。
比如 Java、Scala 项目的 maven、sbt 。Erlang 项目可以用 rebar ，但是 Elixir 的 mix 友好的很多倍。
另外一个好的 REPL 命令行工具非常重要，因为这可以方便的侵入应用进行调试，或者测试一条代码片段。
比如 PHP 的 php -a, sbt, Clojure 的 lein, Erlang 的 erl, Elixir 的 iex 等等。

脚本执行

测试系统

最好有一种比较标准的单元测试模型。比如 Java、Node.js、Scala、Elixir 等等。

另外 Elixir 比 Erlang 多出的好处在于更加友好的语法、工具链、社群。很多之前写 Ruby 的开始写 Elixir，因为他们的语法最接近。

Elixir 的元编程 (meta programming) 和 DSL

1. quote 将代码变成 AST，很像 LISP 语法。

quote do: 1 + 2 

1. 执行 quote 的表达式

Code.eval_quoted(quote do: 1 + 2) 

1. unquote 用来引用 quote 范围之外的变量

number = 13 Macro.to_string(quote do: 11 + unquote(number)) 

Elixir 成熟的工具链

mix：项目创建、构建工具
hex：可以和 npm 媲美的依赖和库管理系统 https://hex.pm/
iex: 类似 Erlang 的 erl 既是 EPRL 又是应用启动命令
exunit: 单元测试工具

Tip: (ErlangElixirAkka 都需要注意不要让某一个 Actor 的 Queue 积压过多消息成为系统瓶颈。监控 Queue 长度非常必要。)

Erlang、Elixir 一些有用的工具和库

entop gproc :observer.start() rebar

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