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Elixir 简介

程序员文章站 2022-03-02 09:05:59
概述 Elixir 是一种基于 Erlang 虚拟机的函数式,面向并行的通用语言, 它是一门通用语言,所以不仅可以用在擅长的高可用,高并发场景下,也可以用在 web 开发等场景下。 Erlang 诞生于 1986 年,爱立信。 有了 Erlang,为什么还要 Elixir? Erlang 毕竟诞生的 ......

概述

Elixir 是一种基于 Erlang 虚拟机的函数式,面向并行的通用语言, 它是一门通用语言,所以不仅可以用在擅长的高可用,高并发场景下,也可以用在 web 开发等场景下。 Erlang 诞生于 1986 年,爱立信。

有了 Erlang,为什么还要 Elixir? Erlang 毕竟诞生的早,虽然有很多优秀的特性,但是语法非常晦涩难懂,甚至没有支持 String Elixir 只是 Erlang 很简单的封装,不仅保留了 Erlang 所有的优秀特性,还提供了类似 Ruby 那样高效的语法。

和 Erlang 相比,Elixir 的语法有 2 个明显的优势

  • macro: 可以简化很多的代码
  • pipeline: |> 可以省却很多临时变量的定义

环境搭建

官方安装文档: 建议在 Unix-like 的系统下通过编译源码的方式安装,能够及时体验最新的特性

安装 Elixir 之前要先安装 Erlang

语言基础

在 Elixir 中,任何东西都可以理解为 *表达式+返回值*。 Elixir 中,任何数据不可改变,变量的赋值本质是把变量指向了其他的内存地址,不改变变量原来内存地址中的内容, 所以,等于(=)在 Elixir 中其实是 绑定(binding) 的意思,把右边的值绑定到左边的变量上,并返回右边的值

类型

Elixir 中的类型主要有以下几类:

Number

Elixir 中整数和小数统称为数值类型,整数的除法和求余用 div 和 rem 宏来实现

Atom

原子存在原子表中,不会被 GC 自动回收 true/false 在 Elixir 中是原子 :true/:false nil 在 Elixir 中是原子 :nil

Tuple

元素个数是固定的,适用于小的集合 通过 put_elem 修改 tuple 之后,其实返回的是一个新的 tuple,原来的 tuple 并没有被修改

List

list 可以表示为 [head|tail] 在 list 的末尾追加元素会导致 copy 整个 list,所以一般都在头部添加元素

Map

如果 key 是原子 ex. %{a: "xx", b: "yy"}; 否则 %{1 => "xx", "a string key" => "yy"}

Binary and Bitstring

长度是 8 的倍数的 Bitstring 也是 Binary

String

Elixir 中的 string 本质就是 Binary

Function

function 在 Elixir 中是一等公民,所以它也可以存放在变量中

Reference

BEAM 实例的引用

pid

Erlang process 的唯一标识

Keywork List

一种 list,每个元素都是一个包含 2 个元素的 tuple

IO List

一种深度自包含的结构,可以用来高效的在处理 IO 和网络数据 ex. 下面这个例子,文件写入时会分成 3 次,因为 a,b,c 的内存地址是不连续的 如果把 a,b,c 拼成一个字符串再写入文件的话,新的字符串会再次分配一次 a,b,c 所占用的内存量

{:ok, file} = :file.open("/tmp/tmp.txt", [:write, :raw])
a = "aaa"
b = "bbb"
c = "ccc"
output = [a, b, c]
:file.write(output)

用 io_list 可以避免上面的问题

{:ok, file} = :file.open("/tmp/tmp.txt", [:write, :raw])
a = "aaa"
b = "bbb"
c = "ccc"
output = [a, [b, [c]]]
:file.write(output)

IO.puts 输出时会拍平 io_list

控制流

一般语言中的流程控制就是判断(if, case…),循环(for, while…) Elixir 中虽然也有 if,case(通过 macro 来实现),但是尽量不要使用

Elixir 中通过模式匹配来实现判断,通过递归来实现循环

模式匹配的例子

通过不同的函数,实现变量的类型判断

defmodule ElixirIntro do
  def judge(x) when is_integer(x) do
    IO.puts("#{x} is integer")
  end

  def judge(x) when is_bitstring(x) do
    IO.puts("#{x} is string")
  end

  def judge(x) do
    IO.puts("#{x} is not integer and string")
  end
end

递归的示例

递归是 Elixir 中常用的技巧,通过递归可以写出简单易懂的代码 下面示例是累加求和的递归写法

defmodule ElixirIntro do
  def sum(n) when n <= 1 do
    n
  end

  def sum(n) do
    n + sum(n - 1)
  end
end

上面的递归写法虽然能完成功能,但是运行过程中消耗的内存很比较大,这种写法就是递归被人诟病的地方。

在 Elixir 中,我们应该使用尾递归的方式来完成循环,因为尾递归会被优化,只占用固定数量的内存,上面的示例如下:

defmodule ElixirIntro do
  def sum(total, n) when n <= 1 do
    total + n
  end

  def sum(total, n) do
    sum(total + n, n - 1)
  end
end

所谓尾递归,就是函数在最后只调用了自己

代码组织(模块和函数)

Elixir 的代码用 mix 来管理,通过 mix 创建,管理,发布工程。 代码主要是 module 和 function

$ mix new hello
$ cd hello
$ iex -S mix

Elixir 工程的代码都在 lib 文件夹下。

错误处理

错误处理是 Elixir 中的一级概念。

一般的错误处理思路都是尽可能的捕获错误(可预期和不可预期的):

  • 可预期的错误直接处理
  • 不可预期的错误捕获不到可能系统崩溃,捕获后一般也是直接跳过

Elixir 的核心能力之一是应对高并发,所以它的错误处理思路也不一样。 Elixir 错误处理的目的 不是降低错误的数量 ,而是 降低错误带来的影响 并且能够从错误中 自动恢复 。 所以,Elixir 的处理方式:

  • 可预期的错误,和传统方式一样,尽可能处理
  • 不可预期的错误,直接崩溃重启。会导致崩溃的地方尽快崩溃

Elixir 的观点:

  • 有些错误发生后,要想解决很困难,在发生错误后接着处理可能会导致更严重的错误
  • 很多运行时的错误,极难重现,大部分都能通过重启来解决

总结

Elixir 虽然在它的领域有先天的优势,但是肯定也有不足之处:

  • speed: 性能不是 Erlang 平台的优势,毕竟有一层 BEAM 虚拟机, 高并发 != 高性能
  • ecosystem: Erlang/Elixir 的生态远没有其他语言成熟(比如 java, javascript, ruby 等)

Elixir 不是万能的,但是学习 Elixir 可以打开你的视野,特别是对于一直使用面向对象语言的同学, 学习 Elixir 可以让你以另外一种视角看待程序设计。