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引言

“哦，怎么又是一門編程語言，夠了，我不需要了！”

也許你看到本文題目首先想到的就是這個(gè)。我第一次看到Erlang語言時(shí)也是這么想的。

曾幾何時(shí)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言（C++、JAVA、C#等）一直是我心目中無所不能的“大神”，但是在計(jì)算機(jī)多核化發(fā)展日新月異、“云計(jì)算”“云存儲”火爆異常的今天，這些主流語言對并發(fā)和分布式程序的支持似乎不是那么得心應(yīng)手。越來越多的鎖、信號量、線程、同步、互斥之類的概念總是讓程序員頭痛不已。

為了適應(yīng)并行計(jì)算和分布式應(yīng)用的大趨勢，Java5.0引入了concurrency庫，C++有了標(biāo)準(zhǔn)化的OpenMP和MPI，微軟發(fā)布了Parrallel FX和MPI.NET等一系列產(chǎn)品。然而，這些亡羊補(bǔ)牢的手段卻不能彌補(bǔ)它們的“先天不足”——即這些語言在創(chuàng)作時(shí)就沒有把并行化的問題放到優(yōu)先的位置上去考慮。

也許是時(shí)候讓天生面向并發(fā)的Erlang語言大顯身手了。

Erlang最初應(yīng)用于電信領(lǐng)域，但是現(xiàn)在也遠(yuǎn)不限于此。Facebook（也許中國人不大熟悉）用它重寫了超大型聊天系統(tǒng)，Amazon用它開發(fā)了SimpleDB云存儲系統(tǒng)，Yahoo!用它開發(fā)了Deliciou2.0，類似的成功項(xiàng)目比比皆是。

那么，Erlang語言到底是何方神圣呢？且聽下文分解。

1 Erlang語言的由來

有人說Erlang語言是“因并發(fā)而生，因云計(jì)算而熱”。與主流語言不同，它是一種“函數(shù)式語言（Functional programming，F(xiàn)P）”，使用的是面向并發(fā)編程（COP，Concurrency Oriented Programming）的方法。Erlang并不是一門新的語言，它已經(jīng)有二十多年的歷史了。只是由于近些年對高并發(fā)、分布部署、持續(xù)服務(wù)的需求日漸增加，以及多核CPU的全面普及，Erlang才又引起人們的關(guān)注。

Erlang得名于丹麥數(shù)學(xué)家及統(tǒng)計(jì)學(xué)家Agner Krarup Erlang，同時(shí)Erlang還可以表示Ericsson Language。1987年，Erlang語言創(chuàng)始人Joe Armstrong當(dāng)年在愛立信做電話網(wǎng)絡(luò)方面的開發(fā)，他使用Smalltalk，可惜那個(gè)時(shí)候Smalltalk太慢，不能滿足電話網(wǎng)絡(luò)的高性能要求。但Joe實(shí)在喜歡Smalltalk，于是定購了一臺Tektronix Smalltak機(jī)器。但機(jī)器要兩個(gè)月時(shí)間才到，Joe在等待中百無聊賴，就開始使用Prolog，結(jié)果等Tektronix到來的時(shí)候，他已經(jīng)對Prolog更感興趣，Joe當(dāng)然不滿足于精通Prolog，經(jīng)過一段時(shí)間的試驗(yàn)，Joe給Prolog加上了并發(fā)處理和錯(cuò)誤恢復(fù)，于是Erlang就誕生了。

2 Erlang語言的特性

Erlang語言非常有特色，并發(fā)、分布、容錯(cuò)貫穿于程序的始終。在它的語法里，相等其實(shí)不是相等，變量實(shí)際上不能改變，實(shí)在是非常古怪。但是為了不使本文過于冗長，這里不介紹它的語法，只

2.1 跨平臺性

Erlang運(yùn)行時(shí)環(huán)境是一個(gè)虛擬機(jī)，有點(diǎn)像Java虛擬機(jī)，這樣的代碼一經(jīng)編譯，同樣可以隨處運(yùn)行。當(dāng)然，如果你需要更高效的話，字節(jié)代碼也可以編譯成本地代碼運(yùn)行。

2.2并發(fā)性

現(xiàn)實(shí)世界是并發(fā)的。我們很多人可以共同協(xié)作完成一項(xiàng)工作。人與人之間不存在任何“Shared Memory（共享的記憶）”，通過傳遞消息（如語言、文字、手勢、表情等）來進(jìn)行交互。這是現(xiàn)實(shí)世界的存在方式，也是Erlang進(jìn)程的工作方式。

Erlang的并發(fā)特性源自語言本身而非操作系統(tǒng)。它創(chuàng)建了一種新的做法，使進(jìn)程可以非常快地創(chuàng)建和銷毀。因此，Erlang程序可以由多達(dá)幾百萬個(gè)超輕量級的進(jìn)程組成，這些進(jìn)程可以運(yùn)行于單處理器、多核處理器或者處理器網(wǎng)絡(luò)上。Erlang進(jìn)程之間高度隔離，沒有共享任何數(shù)據(jù)，只能通過消息傳遞來進(jìn)行交互，并且這種消息傳遞也是非常迅捷的。

Erlang程序的消息傳遞是通過進(jìn)程的消息郵箱來實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)用于接受別的進(jìn)程發(fā)來的消息的郵箱。進(jìn)程可以在任何時(shí)候檢查自己的郵箱有沒有新消息抵達(dá)，如果有，進(jìn)程可以按照抵達(dá)的順序依次讀取。

消除了共享內(nèi)存和進(jìn)程之間的消息通信是Erlang最明顯的優(yōu)勢之一，這一特點(diǎn)為進(jìn)行并行與分布式應(yīng)用的開發(fā)提供了非常好的基礎(chǔ)。

2.3分布式

Erlang被設(shè)計(jì)用于運(yùn)行在分布式環(huán)境下。一個(gè)Erlang虛擬機(jī)作為一個(gè)Erlang節(jié)點(diǎn)。一個(gè)分布式Erlang系統(tǒng)是由多個(gè)Erlang節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。使用Erlang來編寫分布式應(yīng)用要簡單的多，因?yàn)樗姆植际綑C(jī)制是透明的：對于程序來說并不知道自己是在分布式運(yùn)行。

2.4健壯性

Erlang可以說是一門為健壯而生動(dòng)語言。它不像其它語言一樣假設(shè)不會發(fā)生錯(cuò)誤，而是假定錯(cuò)誤隨時(shí)可能發(fā)生，并隨時(shí)準(zhǔn)備修正錯(cuò)誤。

在一個(gè)分布式系統(tǒng)中，如果一個(gè)進(jìn)程出錯(cuò)，讓這個(gè)進(jìn)程自己修復(fù)錯(cuò)誤有時(shí)并不可行，有時(shí)節(jié)點(diǎn)可能徹底崩潰（死機(jī)），因此將錯(cuò)誤交給其他進(jìn)程去處理是更恰當(dāng)?shù)倪x擇。

在現(xiàn)實(shí)世界中，如果一個(gè)人停止工作，他就會告訴其他人“我頭疼無法工作了”或者“我心臟病發(fā)作了”等。

Erlang錯(cuò)誤偵測的工作機(jī)制也類似于此，通過進(jìn)程間的相互“鏈接”來實(shí)現(xiàn)進(jìn)程監(jiān)控（這些進(jìn)程可以運(yùn)行于不同節(jié)點(diǎn)之上）機(jī)制，將錯(cuò)誤進(jìn)行分層處理，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)造“容錯(cuò)系統(tǒng)”。Erlang引入了“速錯(cuò)（Fail fast）”的理念，在一個(gè)進(jìn)程出錯(cuò)時(shí)不會試圖自行處理，而是直接退出，并發(fā)出錯(cuò)誤消息如“有人讓我去除0”或者“有人讓我從空列表中讀取數(shù)據(jù)”等，讓其他進(jìn)程進(jìn)行錯(cuò)誤處理、故障恢復(fù)等工作。

2.5 軟實(shí)時(shí)性

Erlang支持可編程的“軟”實(shí)時(shí)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要反應(yīng)時(shí)間在毫秒級。而在這種系統(tǒng)中，長時(shí)間的垃圾收集（garbage collection）延遲是無法接受的，因此Erlang使用了遞增式垃圾收集技術(shù)。

2.6熱部署（Hot swap）

有些系統(tǒng)是不能夠由于軟件維護(hù)而停止運(yùn)行的。Erlang允許程序代碼在系統(tǒng)運(yùn)行中被修改。舊第代碼能被逐步淘汰而后被新代碼替換。在此過渡期間，新舊代碼是共存的。這也使得安裝bug補(bǔ)丁、系統(tǒng)升級而不干擾系統(tǒng)運(yùn)行成為了可能。

2.7 遞增式代碼裝載

用戶能夠控制代碼如何被裝載的細(xì)節(jié)。在嵌入式系統(tǒng)中，所有代碼通常是在啟動(dòng)時(shí)就被完全裝載。而在開發(fā)系統(tǒng)中，代碼是按需裝載的，甚至在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被裝載的。如果測試到了未覆蓋的bug，那么只有具有bug的代碼需要被替換。

2.8 外部接口

Erlang進(jìn)程與外部世界之間的通訊機(jī)制與Erlang進(jìn)程之間相同的消息傳送機(jī)制相同。這種機(jī)制被用于和操作系統(tǒng)通訊、與其它語言編寫的程序交互。如果出于高效率的需要，這種機(jī)制的一個(gè)特殊版本也允許例如C程序這樣的代碼直接鏈接到Erlang運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)中來。

3 Erlang語言的分布式編程

3.1 分布式系統(tǒng)的特性

George Coulouris認(rèn)為：分布式系統(tǒng)是由位于網(wǎng)絡(luò)中的一些計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)，這些網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間只能通過傳遞消息來進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)。Andrew S.Tanenbaum說：一個(gè)分布式系統(tǒng)是一些獨(dú)立計(jì)算機(jī)的集合，但是對這個(gè)系統(tǒng)的用戶來說，系統(tǒng)就像一臺計(jì)算機(jī)一樣。

盡管分布式系統(tǒng)還沒有一個(gè)公認(rèn)令人滿意的定義，但是所有分布式系統(tǒng)都有以下兩個(gè)特點(diǎn)：一、系統(tǒng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)（計(jì)算機(jī)）是相互獨(dú)立的；二、各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間只能通過消息傳遞來進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào)。

這兩個(gè)特點(diǎn)很耳熟吧？沒錯(cuò)，這也正是Erlang程序的特點(diǎn)！各進(jìn)程相互獨(dú)立，且只能通過消息傳遞來進(jìn)行交互。

Erlang與分布式系統(tǒng)天性互相吻合，決定了使用Erlang開發(fā)分布式系統(tǒng)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。Erlang天生面向并發(fā)，在Erlang開發(fā)的分布式系統(tǒng)增加和刪除節(jié)點(diǎn)非常簡便，具有良好的伸縮性。

3.2 Erlang語言分布式編程的兩種基本模型

3.2.1 分布式Erlang

這種模型用于在一個(gè)緊密耦合的計(jì)算機(jī)集群上編寫程序。這種模型幾乎不需要有什么額外操作，一切就像在單節(jié)點(diǎn)編程時(shí)一樣：我們可以在任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建進(jìn)程，所有的消息傳遞和錯(cuò)誤處理原語都可以照搬。

分布式Erlang運(yùn)行于一個(gè)可信任的環(huán)境中——因?yàn)槿魏喂?jié)點(diǎn)都可以運(yùn)行其他節(jié)點(diǎn)上的操作，這就需要一個(gè)高度信任的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.2.2 基于套接字的分布式應(yīng)用

使用TCP/IP套接字，我們可以編寫運(yùn)行在非信任環(huán)境中的分布式應(yīng)用程序。這種編程模型的功能比分布式Erlang要弱一些，但是卻更加可靠。

3.3分布式編程實(shí)例：名字服務(wù)和遠(yuǎn)程過程調(diào)用

下面我們用Erlang語言來實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式應(yīng)用實(shí)例：名字服務(wù)（Naming Service）。這里面將會用到遠(yuǎn)程過程調(diào)用（Remote Procedure Call，RPC），你會發(fā)現(xiàn)使用Erlang實(shí)現(xiàn)RPC簡直是易如反掌。

名字服務(wù)就是一種“Key-Value”類型的服務(wù)。客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)送一個(gè)名字（Key），服務(wù)器返回與這個(gè)名字（Key）相關(guān)聯(lián)的值（Value），這樣的服務(wù)就叫做名字服務(wù)。

3.3.1 程序源碼

文件名kvs.erl：

 可以看到，使用Erlang編寫的代碼非常簡潔。代碼中使用了Erlang編程中常用的尾遞歸。

3.3.2 在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)的不同機(jī)器上運(yùn)行客戶機(jī)和服務(wù)器

我所使用的系統(tǒng)是Microsoft Windows 7，所以下面的例子都是在Windows操作系統(tǒng)上完成的。應(yīng)首先保證系統(tǒng)上安裝有一個(gè)可運(yùn)行的Erlang版本，我所安裝的版本是5.8.1.1。

首先準(zhǔn)備使用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)：第一個(gè)節(jié)點(diǎn)位于名為SERVER計(jì)算機(jī)上充當(dāng)服務(wù)器的ss節(jié)點(diǎn)，另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)是位于位于名為CLIENT的計(jì)算機(jī)上充當(dāng)客戶端的cc。

步驟1：在SERVER上啟動(dòng)一個(gè)名為ss的Erlang節(jié)點(diǎn)。kvs模塊部署于ss節(jié)點(diǎn)上。

步驟2：在節(jié)點(diǎn)ss上啟動(dòng)服務(wù)。

步驟3：在CLIENT上啟動(dòng)一個(gè)名為cc的Erlang節(jié)點(diǎn)，應(yīng)保證與服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使用相同的cookie。

步驟4：現(xiàn)在我們就可以在客戶端節(jié)點(diǎn)cc上進(jìn)行遠(yuǎn)程過程調(diào)用了。首先調(diào)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)ss上kvs模塊的store進(jìn)程，存儲一個(gè)名字 “wheather”，其關(guān)聯(lián)值為“cold”。

注意：這里的rpc是Erlang標(biāo)準(zhǔn)庫里的一個(gè)模塊，與kvs模塊中的rpc毫無關(guān)系。

現(xiàn)在就可以遠(yuǎn)程調(diào)用ss上kvs模塊的lookup進(jìn)程取得“wheather”的關(guān)聯(lián)值。

這樣，我們就輕而易舉地實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單名字服務(wù)。

4 Erlang語言的應(yīng)用前景

4.1 Erlang至今沒有廣泛應(yīng)用的原因

盡管Erlang已經(jīng)有二十多高齡了，利用它也成功地實(shí)現(xiàn)了一批項(xiàng)目。但是，它迄今為止還是一門小眾語言。連Joe Armstrong 也抱怨說，Erlang總是充當(dāng)“救火隊(duì)員”的角色，總是碰到用其它語言難以解決的難題時(shí)，人們才會想起Erlang。那么是什么阻礙了Erlang的廣泛應(yīng)用呢？我覺得主要有以下一些原因：

4.1.1 軟件開發(fā)人員方面的原因。

傳統(tǒng)程序員的思維方式還不能適應(yīng)并行程序設(shè)計(jì)的理念；經(jīng)過了OO訓(xùn)練的程序員也難以適應(yīng)COP的模式。習(xí)慣了OO（面向?qū)ο螅┱Z言的程序員在剛接觸到Erlang時(shí)一定會覺得很不適應(yīng)。歷史告訴我們，習(xí)慣的力量是強(qiáng)大的，不順應(yīng)大眾習(xí)慣的東西，成長總是會很艱難。此外，Erlang是小眾語言，使用它還存在著維護(hù)上的風(fēng)險(xiǎn)。

4.1.2 Erlang語法方面的原因

Erlang的語法的確有些“怪異”，學(xué)習(xí)困難。它實(shí)際上和我們主流的編程的方法、思路是不一樣的。主流編程語言如C++、Java等是基于圖靈機(jī)的命令式語言，而Erlang是基于λ-演算的函數(shù)式語言。

使用Erlang編寫的代碼非常簡潔（幾乎可以簡潔到極致），代碼量可以非常少。但是我個(gè)人認(rèn)為它并不夠優(yōu)雅（Joe Armstrong一定不同意我的看法），難以讀懂（在沒有注釋的情況下更是如此），并且也難以學(xué)習(xí)。

Erlang語言對二進(jìn)制數(shù)據(jù)操作支持較好，但是在字符編碼這方面的支持是比較薄弱的。當(dāng)前版本的Erlang（v5.5.2）使用的是Latin-1（ISO-8859-1）編碼的字符。使用Erlang操作多字節(jié)字符存在一定困難。這點(diǎn)對于使用中文的我們來說，非常不便。

4.1.3 開發(fā)工具方面的原因

Erlang至今仍沒有一個(gè)優(yōu)秀的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），仍然停留在命令行階段。盡管有些人（我覺得他們屬于技術(shù)狂一類）認(rèn)為IDE的功能太強(qiáng)大，會讓程序員越來越懶，但是這的確造成Erlang的吸引力不足。使用Erlang進(jìn)行桌面應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)也很麻煩。

4.2Erlang與其它面向并發(fā)的編程語言

除了Erlang以外，面向并發(fā)的編程語言還有很多。下面簡單介紹我找到的幾種：

q        Scala語言

Scala語言近年來的流行度也在不斷提升。它是一種JVM語言，運(yùn)行于Java虛擬機(jī)之上。Scala語言是靜態(tài)類型的，兼具函數(shù)式語言（FP）和面向?qū)ο缶幊蹋∣O）的特點(diǎn)。它比Java有著更簡潔的語法，但運(yùn)行速度不遜于Java甚至超過Java。但是Scala進(jìn)程與Erlang相比還是不夠輕量級。

q        Go語言

Go語言是谷歌2009發(fā)布的第二款開源編程語言。它專門針對多處理器系統(tǒng)應(yīng)用程序的編程進(jìn)行了優(yōu)化，使用Go編譯的程序可以媲美C或C++代碼的速度，而且更加安全、支持并行進(jìn)程。Go語言一誕生就備受青睞，由于在2009年市場份額增長最多而一舉摘得了TIOBE公布的年度大獎(jiǎng)。

q        F#語言

F#語言是微軟推出的一門函數(shù)式語言（FP），是一種運(yùn)行在.Net CLR平臺上的新語言。它是OCaml的一個(gè)分支，兼具了函數(shù)式和命令式面向?qū)ο笳Z言的特點(diǎn)；同時(shí)它也是一種強(qiáng)類型的編程語言。作為微軟唯一的FP語言，F(xiàn)#的特殊性引起了很多人的關(guān)注，而微軟也致力于將F#打造成為.NET平臺的頂峰語言，我們也期待著F#能夠給函數(shù)式編程語言帶來一次重大革命。

Scala、Go、F#、Erlang各有特點(diǎn)，很難分出高下。盡管不能斷定Erlang是不是在并行領(lǐng)域是最優(yōu)的語言，但至少目前來說我覺得Erlang是比較好的。Erlang憑借20多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在Erlang的層級上支持高并發(fā)、濃縮性和數(shù)據(jù)的持續(xù)性存儲都有豐富的庫有著相當(dāng)多的成熟庫（OTP）和開源軟件，這些資產(chǎn)使得它有極高的實(shí)用價(jià)值。此外，Erlang還有非常活躍和成熟的社區(qū)為開發(fā)者解疑釋惑，甚至在社區(qū)經(jīng)常能看到。在熟悉了Erlang的思維方法和社區(qū)后，用Erlang開發(fā)將是一件非常輕松、非常高效的事情。如果你想在將來的構(gòu)建多核的應(yīng)用程序或者是健壯的分布式系統(tǒng)，你應(yīng)該學(xué)習(xí)Erlang。

最近關(guān)注erlang游戲服務(wù)器開發(fā)  erlang大牛寫的游戲服務(wù)器值得參考

介紹
本文以我的OpenPoker項(xiàng)目為例子，講述了一個(gè)構(gòu)建超強(qiáng)伸縮性的在線多游戲玩家系統(tǒng)。
OpenPoker是一個(gè)超強(qiáng)多玩家紙牌服務(wù)器，具有容錯(cuò)、負(fù)載均衡和無限伸縮性等特性。
源代碼位于我的個(gè)人站點(diǎn)上，大概10,000行代碼，其中1/3是測試代碼。

在OpenPoker最終版本敲定之前我做了大量調(diào)研，我嘗試了Delphi、Python、C#、C/C++和Scheme。我還用Common Lisp寫了紙牌引擎。
雖然我花費(fèi)了9個(gè)月的時(shí)間研究原型，但是最終重寫時(shí)只花了6個(gè)星期的時(shí)間。
我認(rèn)為我所節(jié)約的大部分時(shí)間都得益于選擇Erlang作為平臺。

相比之下，舊版本的OpenPoker花費(fèi)了一個(gè)4～5人的團(tuán)隊(duì)9個(gè)月時(shí)間。

Erlang是什么東東？

我建議你在繼續(xù)閱讀本文之前瀏覽下Erlang FAQ，這里我給你一個(gè)簡單的總結(jié)...

Erlang是一個(gè)函數(shù)式動(dòng)態(tài)類型編程語言并自帶并發(fā)支持。它是由Ericsson特別為控制開關(guān)、轉(zhuǎn)換協(xié)議等電信應(yīng)用設(shè)計(jì)的。
Erlang十分適合構(gòu)建分布式、軟實(shí)時(shí)的并發(fā)系統(tǒng)。

由Erlang所寫的程序通常由成百上千的輕量級進(jìn)程組成，這些進(jìn)程通過消息傳遞來通訊。
Erlang進(jìn)程間的上下文切換通常比C程序線程的上下文切換要廉價(jià)一到兩個(gè)數(shù)量級。

使用Erlang寫分布式程序很簡單，因?yàn)樗姆植际綑C(jī)制是透明的：程序不需要了解它們是否分布。

Erlang運(yùn)行時(shí)環(huán)境是一個(gè)虛擬機(jī)，類似于Java虛擬機(jī)。這意味著在一個(gè)價(jià)格上編譯的代碼可以在任何地方運(yùn)行。
運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)也允許在一個(gè)運(yùn)行著的系統(tǒng)上不間斷的更新代碼。
如果你需要額外的性能提升，字節(jié)碼也可以編譯成本地代碼。

請移步Erlang site，參考Getting started、Documentation和Exampes章節(jié)等資源。

為何選擇Erlang？

構(gòu)建在Erlang骨子里的并發(fā)模型特別適合寫在線多玩家服務(wù)器。

一個(gè)超強(qiáng)伸縮性的多玩家Erlang后端構(gòu)建為擁有不同“節(jié)點(diǎn)”的“集群”，不同節(jié)點(diǎn)做不同的任務(wù)。
一個(gè)Erlang節(jié)點(diǎn)是一個(gè)Erlang VM實(shí)例，你可以在你的桌面、筆記本電腦或服務(wù)器上上運(yùn)行多個(gè)Erlang節(jié)點(diǎn)/VM。
推薦一個(gè)CPU一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

Erlang節(jié)點(diǎn)會追蹤所有其他和它相連的節(jié)點(diǎn)。向集群里添加一個(gè)新節(jié)點(diǎn)所需要的只是將該新節(jié)點(diǎn)指向一個(gè)已有的節(jié)點(diǎn)。
一旦這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)建立連接，集群里所有其他的節(jié)點(diǎn)都會知曉這個(gè)新節(jié)點(diǎn)。

Erlang進(jìn)程使用一個(gè)進(jìn)程id來相互發(fā)消息，進(jìn)程id包含了節(jié)點(diǎn)在哪里運(yùn)行的信息。進(jìn)程不需要知道其他進(jìn)程在哪里就可以通訊。
連接在一起的Erlang節(jié)點(diǎn)集可以看作一個(gè)網(wǎng)格或者超級計(jì)算設(shè)備。

超多玩家游戲里玩家、NPC和其他實(shí)體最好建模為并行運(yùn)行的進(jìn)程，但是并行很難搞是眾所皆知的。Erlang讓并行變得簡單。

Erlang的位語法∞讓它在處理結(jié)構(gòu)封裝/拆解的能力上比Perl和Python都要強(qiáng)大。這讓Erlang特別適合處理二進(jìn)制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

OpenPoker架構(gòu)
OpenPoker里的任何東西都是進(jìn)程。玩家、機(jī)器人、游戲等等多是進(jìn)程。
對于每個(gè)連接到OpenPoker的客戶端都有一個(gè)玩家“代理”來處理網(wǎng)絡(luò)消息。
根據(jù)玩家是否登錄來決定部分消息忽略，而另一部分消息則發(fā)送給處理紙牌游戲邏輯的進(jìn)程。

紙牌游戲進(jìn)程是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，包含了游戲每一階段的狀態(tài)。
這可以讓我們將紙牌游戲邏輯當(dāng)作堆積木，只需將狀態(tài)機(jī)構(gòu)建塊放在一起就可以添加新的紙牌游戲。
如果你想了解更多的話可以看看cardgame.erl的start方法。

紙牌游戲狀態(tài)機(jī)根據(jù)游戲狀態(tài)來決定不同的消息是否通過。
同時(shí)也使用一個(gè)單獨(dú)的游戲進(jìn)程來處理所有游戲共有的一些東西，如跟蹤玩家、pot和限制等等。
當(dāng)在我的筆記本電腦上模擬27,000個(gè)紙牌游戲時(shí)我發(fā)現(xiàn)我擁有大約136,000個(gè)玩家以及總共接近800,000個(gè)進(jìn)程。

下面我將以O(shè)penPoker為例子，專注于講述怎樣基于Erlang讓實(shí)現(xiàn)伸縮性、容錯(cuò)和負(fù)載均衡變簡單。
我的方式不是特別針對紙牌游戲。同樣的方式可以用在其他地方。

伸縮性
我通過多層架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)伸縮性和負(fù)載均衡。
第一層是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。
游戲服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組成第二層。
Mnesia“master”節(jié)點(diǎn)可以認(rèn)為是第三層。

Mnesia是Erlang實(shí)時(shí)分布式數(shù)據(jù)庫。Mnesia FAQ有一個(gè)很詳細(xì)的解釋。Mnesia基本上是一個(gè)快速的、可備份的、位于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)庫。
Erlang里沒有對象，但是Mnesia可以認(rèn)為是面向?qū)ο蟮模驗(yàn)樗梢源鎯θ魏蜤rlang數(shù)據(jù)。

有兩種類型的Mnesia節(jié)點(diǎn)：寫到硬盤的節(jié)點(diǎn)和不寫到硬盤的節(jié)點(diǎn)。除了這些節(jié)點(diǎn)，所有其他的Mnesia節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中。
在OpenPoker里Mnesia master節(jié)點(diǎn)會將數(shù)據(jù)寫入硬盤。網(wǎng)關(guān)和游戲服務(wù)器從Mnesia master節(jié)點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)庫并啟動(dòng)，它們只是內(nèi)存節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)啟動(dòng)Mnesia時(shí)，你可以給Erlang VM和解釋器一些命令行參數(shù)來告訴Mnesia master數(shù)據(jù)庫在哪里。
當(dāng)一個(gè)新的本地Mnesia節(jié)點(diǎn)與master Mnesia節(jié)點(diǎn)建立連接之后，新節(jié)點(diǎn)變成master節(jié)點(diǎn)集群的一部分。

假設(shè)master節(jié)點(diǎn)位于apple和orange節(jié)點(diǎn)上，添加一個(gè)新的網(wǎng)關(guān)、游戲服務(wù)器等等。OpenPoker集群簡單的如下所示：

代碼: 全選

erl -mnesia extra_db_nodes /['db@apple','db@orange'/] -s mnesia start


-s mnesia start相當(dāng)于這樣在erlang shell里啟動(dòng)Mnedia：

代碼: 全選

erl -mnesia extra_db_nodes /['db@apple','db@orange'/]
Erlang (BEAM) emulator version 5.4.8 [source] [hipe] [threads:0]

Eshell V5.4.8 (abort with ^G)
1> mnesia:start().
ok

OpenPoker在Mnesia表里保存配置信息，并且這些信息在Mnesia啟動(dòng)后立即自動(dòng)被新的節(jié)點(diǎn)下載。零配置！

容錯(cuò)
通過添加廉價(jià)的Linux機(jī)器到我的服務(wù)器集群，OpenPoker讓我隨心所欲的變大。
將幾架1U的服務(wù)器放在一起，這樣你就可以輕易的處理500,000甚至1,000,000的在線玩家。這對MMORPG也是一樣。

我讓一些機(jī)器運(yùn)行網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，另一些運(yùn)行數(shù)據(jù)庫master來寫數(shù)據(jù)庫事務(wù)到硬盤，讓其他的機(jī)器運(yùn)行游戲服務(wù)器。
我限制游戲服務(wù)器接受最多5000個(gè)并發(fā)的玩家，這樣當(dāng)游戲服務(wù)器崩潰時(shí)最多影響5000個(gè)玩家。

值得注意的是，當(dāng)游戲服務(wù)器崩潰時(shí)沒有任何信息丟失，因?yàn)樗械腗nesia數(shù)據(jù)庫事務(wù)都是實(shí)時(shí)備份到其他運(yùn)行Mnesia以及游戲服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)上的。

為了預(yù)防出錯(cuò)，游戲客戶端必須提供一些援助來平穩(wěn)的重連接OpenPoker集群。
一旦客戶端發(fā)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤，它應(yīng)該連接網(wǎng)關(guān)，接受一個(gè)新的游戲服務(wù)器地址，然后重新連接新的游戲服務(wù)器。
下面發(fā)生的事情需要一定技巧，因?yàn)椴煌愋偷闹剡B接場景需要不同的處理。

OpenPoker會處理如下幾種重連接的場景：
1，游戲服務(wù)器崩潰
2，客戶端崩潰或者由于網(wǎng)絡(luò)原因超時(shí)
3，玩家在線并且在一個(gè)不同的連接上
4，玩家在線并且在一個(gè)不同的連接上并在一個(gè)游戲中

最常見的場景是一個(gè)客戶端由于網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)而重新連接。
比較少見但仍然可能的場景是客戶端已經(jīng)在一臺機(jī)器上玩游戲，而此時(shí)從另一臺機(jī)器上重連接。

每個(gè)發(fā)送給玩家的OpenPoker游戲緩沖包和每個(gè)重連接的客戶端將首先接受所有的游戲包，因?yàn)橛螒虿皇窍裢ǔＤ菢诱?dòng)然后接受包。
OpenPoker使用TCP連接，這樣我不需要擔(dān)心包的順序——包會按正確的順序到達(dá)。

每個(gè)客戶端連接由兩個(gè)OpenPoker進(jìn)程來表現(xiàn)：socket進(jìn)程和真正的玩家進(jìn)程。
先使用一個(gè)功能受限的visitor進(jìn)程，直到玩家登錄。例如visitor不能參加游戲。
在客戶端斷開連接后，socket進(jìn)程死掉，而玩家進(jìn)程仍然活著。

當(dāng)玩家進(jìn)程嘗試發(fā)送一個(gè)游戲包時(shí)可以通知一個(gè)死掉的socket，并讓它自己進(jìn)入auto-play模式或者掛起。
在重新連接時(shí)登錄代碼將檢查死掉的socket和活著的玩家進(jìn)程的結(jié)合。代碼如下：

代碼: 全選

login({atomic, [Player]}, [_Nick, Pass|_] = Args)
  when is_record(Player, player) ->
    Player1 = Player#player {
      socket = fix_pid(Player#player.socket),
      pid = fix_pid(Player#player.pid)
    },
    Condition = check_player(Player1, [Pass],
      [
        fun is_account_disabled/2,
        fun is_bad_password/2,
        fun is_player_busy/2,
        fun is_player_online/2,
        fun is_client_down/2,
        fun is_offline/2
      ]),
    ...

condition本身由如下代碼決定：

代碼: 全選

is_player_busy(Player, _) ->
  {Online, _} = is_player_online(Player, []),
  Playing = Player#player.game /= none,
  {Online and Playing, player_busy}.

is_player_online(Player, _) ->
  SocketAlive = Player#player.socket /= none,
  PlayerAlive = Player#player.pid /= none,
  {SocketAlive and PlayerAlive, player_online}.

is_client_down(Player, _) ->
  SocketDown = Player#player.socket == none,
  PlayerAlive = Player#player.pid /= none,
  {SocketDown and PlayerAlive, client_down}.

is_offline(Player, _) ->
  SocketDown = Player#player.socket == none,
  PlayerDown = Player#player.pid == none,
  {SocketDown and PlayerDown, player_offline}.


注意login方法的第一件事是修復(fù)死掉的進(jìn)程id：

代碼: 全選

fix_pid(Pid)
  when is_pid(Pid) ->
    case util:is_process_alive(Pid) of
    true ->
      Pid;
    _->
      none
    end;

fix_pid(Pid) ->
    Pid.

以及：

代碼: 全選

-module(util).

-export([is_process_alive/1]).

is_process_alive(Pid)
  when is_pid(Pid) ->
    rpc:call(node(Pid), erlang, is_process_alive, [Pid]).

Erlang里一個(gè)進(jìn)程id包括正在運(yùn)行的進(jìn)程的節(jié)點(diǎn)的id。
is_pid(Pid)告訴我它的參數(shù)是否是一個(gè)進(jìn)程id(pid)，但是不能告訴我進(jìn)程是活著還是死了。
Erlang自帶的erlang:is_process_alive(Pid)告訴我一個(gè)本地進(jìn)程（運(yùn)行在同一節(jié)點(diǎn)上）是活著還是死了，但沒有檢查遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)是或者還是死了的is_process_alive變種。

還好，我可以使用Erlang rpc工具和node(pid)來在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)上調(diào)用is_process_alive()。
事實(shí)上，這跟在本地節(jié)點(diǎn)上一樣工作，這樣上面的代碼就可以作為全局分布式進(jìn)程檢查器。

剩下的唯一的事情是在不同的登錄條件上活動(dòng)。
最簡單的情況是玩家離線，我期待一個(gè)玩家進(jìn)程，連接玩家到socket并更新player record。

代碼: 全選

login(Player, player_offline, [Nick, _, Socket]) ->
  {ok, Pid} = player:start(Nick),
  OID = gen_server:call(Pid, 'ID'),
  gen_server:cast(Pid, {'SOCKET', Socket}),
  Player1 = Player#player {
    oid = OID,
    pid = Pid,
    socket = Socket
  },
  {Player1, {ok, Pid}}.

假如玩家登陸信息不匹配，我可以返回一個(gè)錯(cuò)誤并增加錯(cuò)誤登錄次數(shù)。如果次數(shù)超過一個(gè)預(yù)定義的最大值，我就禁止該帳號：

代碼: 全選

login(Player, bad_password, _) ->
  N = Player#player.login_errors + 1,
  {atomic, MaxLoginErrors} =
  db:get(cluster_config, 0, max_login_errors),
  if
  N > MaxLoginErrors ->
    Player1 = Player#player {
      disabled = true
    },
    {Player1, {error, ?ERR_ACCOUNT_DISABLED}};
  true ->
    Player1 = Player#player {
      login_errors =N
    },
    {Player1, {error, ?ERR_BAD_LOGIN}}
  end;

login(Player, account_disabled, _) ->
    {Player, {error, ?ERR_ACCOUNT_DISABLED}};

注銷玩家包括使用Object ID（只是一個(gè)數(shù)字）找到玩家進(jìn)程id，停止玩家進(jìn)程，然后在數(shù)據(jù)庫更新玩家record：

代碼: 全選

logout(OID) ->
  case db:find(player, OID) of
  {atomic, [Player]} ->
    player:stop(Player#player.pid),
    {atomic, ok} = db:set(player, OID,
      [{pid, none},
      {socket, none}];
  _->
    oops
  end.

這樣我就可以完成多種重連接condition，例如從不同的機(jī)器重連接，我只需先注銷再登錄：

代碼: 全選

login(Player, player_online, Args) ->
  logout(Player#player.oid),
  login(Player, player_offline, Args);

如果玩家空閑時(shí)客戶端重連接，我所需要做的只是在玩家record里替換socket進(jìn)程id然后告訴玩家進(jìn)程新的socket：

代碼: 全選

login(Player, client_down, [_, _, SOcket]) ->
  gen_server:cast(Player#player.pid, {'SOCKET', Socket}),
  Player1 = Player#player {
    socket = Socket
  },
  {Player1, {ok, Player#player.pid}};

如果玩家在游戲中，這是我們運(yùn)行上面的代碼，然后告訴游戲重新發(fā)送時(shí)間歷史：

代碼: 全選

login(Player, player_busy, Args) ->
  Temp = login(Player, client_down, Args),
  cardgame:cast(Player#player.game,
    {'RESEND UPDATES', Player#player.pid}),
  Temp;

總體來說，一個(gè)實(shí)時(shí)備份數(shù)據(jù)庫，一個(gè)知道重新建立連接到不同的游戲服務(wù)器的客戶端和一些有技巧的登錄代碼運(yùn)行我提供一個(gè)高級容錯(cuò)系統(tǒng)并且對玩家透明。

負(fù)載均衡
我可以構(gòu)建自己的OpenPoker集群，游戲服務(wù)器數(shù)量大小隨心所欲。
我希望每臺游戲服務(wù)器分配5000個(gè)玩家，然后在集群的活動(dòng)游戲服務(wù)器間分散負(fù)載。
我可以在任何時(shí)間添加一個(gè)新的游戲服務(wù)器，并且它們將自動(dòng)賦予自己接受新玩家的能力。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)分散玩家負(fù)載到OpenPoker集群里活動(dòng)的游戲服務(wù)器。
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的工作是選擇一個(gè)隨機(jī)的游戲服務(wù)器，詢問它所連接的玩家數(shù)量和它的地址、主機(jī)和端口號。
一旦網(wǎng)關(guān)找到一個(gè)游戲服務(wù)器并且連接的玩家數(shù)量少于最大值，它將返回該游戲服務(wù)器的地址到連接的客戶端，然后關(guān)閉連接。

網(wǎng)關(guān)上絕對沒有壓力，網(wǎng)關(guān)的連接都非常短。你可以使用非常廉價(jià)的機(jī)器來做網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)一般都成雙成對出現(xiàn)，這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)崩潰后還有另一個(gè)繼續(xù)工作。你可能需要一個(gè)類似于Round-robin DNS的機(jī)制來保證不只一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

代碼: 全選

網(wǎng)關(guān)怎么知曉游戲服務(wù)器？

OpenPoker使用Erlang Distirbuted Named Process Groups工具來為游戲服務(wù)器分組。
該組自動(dòng)對所有的節(jié)點(diǎn)全局可見。
新的游戲服務(wù)器進(jìn)入游戲服務(wù)器后，當(dāng)一個(gè)游戲服務(wù)器節(jié)點(diǎn)崩潰時(shí)它被自動(dòng)刪除。

這是尋找容量最大為MaxPlayers的游戲服務(wù)器的代碼：

代碼: 全選

find_server(MaxPlayers) ->
  case pg2:get_closest_pid(?GAME_SERVER) of
  Pid when is_pid(Pid) ->
    {Time, {Host, Port}} = timer:tc(gen_server, call, [Pid, 'WHERE']),
    Coutn = gen_server:call(Pid, 'USER COUNT'),
    if
      Count < MaxPlayers ->
        io:format("~s:~w ~w players~n", [Host, Port, Count]),
        {Host, Port};
      true ->
        io:format("~s:~w is full...~n", [Host, Port]),
        find_server(MaxPlayers)
    end;
  Any ->
    Any
  end.

pg2:get_closest_pid()返回一個(gè)隨機(jī)的游戲服務(wù)器進(jìn)程id，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上不允許跑任何游戲服務(wù)器。
如果一個(gè)游戲服務(wù)器進(jìn)程id返回，我詢問游戲服務(wù)器的地址（host和port）和連接的玩家數(shù)量。
只要連接的玩家數(shù)量少于最大值，我返回游戲服務(wù)器地址給調(diào)用者，否則繼續(xù)查找。

代碼: 全選

多功能熱插拔中間件

OpenPoker是一個(gè)開源軟件，我最近也正在將其投向許多棋牌類運(yùn)營商。所有商家都存在容錯(cuò)性和可伸縮性的問題，即使有些已經(jīng)經(jīng)過了長年的開發(fā)維護(hù)。有些已經(jīng)重寫了代碼，而有些才剛剛起步。所有商家都在Java體系上大筆投入，所以他們不愿意換到Erlang也是可以理解的。

但是，對我來說這是一種商機(jī)。我越是深入研究，越發(fā)現(xiàn)Erlang更適合提供一個(gè)簡單直接卻又高效可靠的解決方案。我把這個(gè)解決方案看成一個(gè)多功能插座，就像你現(xiàn)在電源插頭上連著的一樣。

你的游戲服務(wù)器可以像簡單的單一套接字服務(wù)器一樣的寫，只用一個(gè)數(shù)據(jù)庫后臺。實(shí)際上，可能比你現(xiàn)在的游戲服務(wù)器寫得還要簡單。你的游戲服務(wù)器就好比一個(gè)電源插頭，多種電源插頭接在我的插線板上，而玩家就從另一端流入。

你提供游戲服務(wù)，而我提供可伸縮性，負(fù)載平衡，還有容錯(cuò)性。我保持玩家連到插線板上并監(jiān)視你的游戲服務(wù)器們，在需要的時(shí)候重啟任何一個(gè)。我還可以在某個(gè)服務(wù)器當(dāng)?shù)舻那闆r下把玩家從一個(gè)服務(wù)器切換到另一個(gè)，而你可以隨時(shí)插入新的服務(wù)器。

這么一個(gè)多功能插線板中間件就像一個(gè)黑匣子設(shè)置在玩家與服務(wù)器之間，而且你的游戲代碼不需要做出任何修改。你可以享用這個(gè)方案帶來的高伸縮性，負(fù)載平衡，可容錯(cuò)性等好處，與此同時(shí)節(jié)約投資并寫僅僅修改一小部分體系結(jié)構(gòu)。

你可以今天就開始寫這個(gè)Erlang的中間件，在一個(gè)特別為TCP連接數(shù)做了優(yōu)化的Linux機(jī)器上運(yùn)行，把這臺機(jī)器放到公眾網(wǎng)上的同時(shí)保持你的游戲服務(wù)器群組在防火墻背后。就算你不打算用，我也建議你抽空看看Erlang考慮一下如何簡化你的多人在線服務(wù)器架構(gòu)。而且我隨時(shí)愿意幫忙！