Erlang程序设计（第2版）

内容概要

作者简介：

Joe Armstrong

Erlang最初的设计者和实现者，也是Erlang OTP系统项目的首席架构师。他拥有瑞典皇家理工学院博士学位，是容错系统开发领域的世界级专家。现就职于爱立信公司。

译者简介：

牛化成

2004年毕业于浙江工商大学广告学专业，文学学士。2000年开始制作网站，对各种Web前后端技术多有深入了解。习惯思考，热爱新知，出于个人兴趣一直关注互联网各种前沿领域，并长期追踪传播学、心理学、神经科学和视觉设计等方面的最新成果。自由职业者，目前正在设计开发一个面向未来的新型网站。

书籍目录

第一部分　为何用Erlang

第1章　什么是并发　　2

1.1 　给并发建模　　2

1.1.1 　开始模拟　　3

1.1.2 　发送消息　　4

1.1.3 　接收消息　　4

1.2 　并发的益处　　4

1.3 　并发程序和并行计算机　　5

1.4 　顺序和并发编程语言　　6

1.5 　小结　　6

第2章　Erlang速览　　7

2.1 　Shell　　7

2.1.1 　=操作符　　8

2.1.2 　变量和原子的语法　　8

2.2 　进程、模块和编译　　9

2.2.1 　在shell里编译并运行Hello World　　9

2.2.2 　在Erlang shell外编译　　9

2.3 　你好，并发　　10

2.3.1 　文件服务器进程　　10

2.3.2 　客户端代码　　13

2.3.3 　改进文件服务器　　14

2.4 　练习　　14

第二部分　顺序编程

第3章　基本概念　　16

3.1 　启动和停止Erlang shell　　16

3.1.1 　在shell里执行命令　　17

3.1.2 　可能出错的地方　　17

3.1.3 　在Erlang shell里编辑命令　　18

3.2 　简单的整数运算　　18

3.3 　变量　　19

3.3.1 　Erlang的变量不会变　　20

3.3.2 　变量绑定和模式匹配　　20

3.3.3 　为什么一次性赋值让程序变得更好　　21

3.4 　浮点数　　22

3.5 　原子　　22

3.6 　元组　　23

3.6.1 　创建元组　　24

3.6.2 　提取元组的值　　25

3.7 　列表　　26

3.7.1 　专用术语　　26

3.7.2 　定义列表　　27

3.7.3 　提取列表元素　　27

3.8 　字符串　　27

3.9 　模式匹配再探　　29

3.10 　练习　　30

第4章　模块与函数　　31

4.1 　模块是存放代码的地方　　31

4.1.1 　常见错误　　33

4.1.2 　目录和代码路径　　33

4.1.3 　给代码添加测试　　33

4.1.4 　扩展程序　　34

4.1.5 　分号放哪里　　36

4.2 　继续购物　　36

4.3 　fun：基本的抽象单元　　39

4.3.1 　以fun作为参数的函数　　40

4.3.2 　返回fun的函数　　41

4.3.3 　定义你自己的控制抽象　　42

4.4 　简单列表处理　　42

4.5 　列表推导　　45

4.5.1 　Quicksort　　46

4.5.2 　毕达哥拉斯三元数组　　47

4.5.3 　回文构词　　48

4.6 　内置函数　　48

4.7 　关卡　　49

4.7.1 　关卡序列　　49

4.7.2 　关卡示例　　50

4.7.3 　true关卡的作用　　51

4.8 　case和if表达式　　52

4.8.1 　case表达式　　52

4.8.2 　if表达式　　53

4.9 　构建自然顺序的列表　　54

4.10 　归集器　　55

4.11 　练习　　56

第5章　记录与映射组　　57

5.1 　何时使用映射组或记录　　57

5.2 　通过记录命名元组里的项　　58

5.2.1 　创建和更新记录　　59

5.2.2 　提取记录字段　　59

5.2.3 　在函数里模式匹配记录　　59

5.2.4 　记录是元组的另一种形式　　60

5.3 　映射组：关联式键?值存储　　60

5.3.1 　映射组语法　　60

5.3.2 　模式匹配映射组字段　　62

5.3.3 　操作映射组的内置函数　　63

5.3.4 　映射组排序　　64

5.3.5 　以JSON为桥梁　　64

5.4 　练习　　66

第6章　顺序程序的错误处理　　67

6.1 　处理顺序代码里的错误　　67

6.2 　用try...catch捕捉异常错误　　69

6.2.1 　try...catch具有一个值　　69

6.2.2 　简写法　　70

6.2.3 　try...catch编程样例　　71

6.3 　用catch捕捉异常错误　　72

6.4 　针对异常错误的编程样式　　72

6.4.1 　改进错误消息　　72

6.4.2 　经常返回错误时的代码　　73

6.4.3 　错误可能有但罕见时的代码　　73

6.4.4 　捕捉一切可能的异常错误　　74

6.5 　栈跟踪　　74

6.6 　抛错要快而明显，也要文明　　75

6.7 　练习　　75

第7章　二进制型与位语法　　76

7.1 　二进制型　　76

7.2 　位语法　　78

7.2.1 　打包和解包16位颜色　　78

7.2.2 　位语法表达式　　79

7.2.3 　位语法的真实例子　　81

7.3 　位串：处理位级数据　　85

7.4 　练习　　87

第8章　Erlang顺序编程补遗　　88

8.1 　apply　　89

8.2 　算术表达式　　90

8.3 　元数　　91

8.4 　属性　　91

8.4.1 　预定义的模块属性　　91

8.4.2 　用户定义的模块属性　　93

8.5 　块表达式　　94

8.6 　布尔值　　94

8.7 　布尔表达式　　95

8.8 　字符集　　95

8.9 　注释　　95

8.10 　动态代码载入　　96

8.11 　Erlang的预处理器　　99

8.12 　转义序列　　99

8.13 　表达式和表达式序列　　100

8.14 　函数引用　　101

8.15 　包含文件　　101

8.16 　列表操作：++和--　　102

8.17 　宏　　102

8.18 　模式的匹配操作符　　104

8.19 　数字　　105

8.19.1 　整数　　105

8.19.2 　浮点数　　105

8.20 　操作符优先级　　106

8.21 　进程字典　　106

8.22 　引用　　108

8.23 　短路布尔表达式　　108

8.24 　比较数据类型　　108

8.25 　元组模块　　109

8.26 　下划线变量　　109

8.27 　练习　　110

第9章　类型　　111

9.1 　指定数据和函数类型　　111

9.2 　Erlang的类型表示法　　113

9.2.1 　类型的语法　　113

9.2.2 　预定义类型　　114

9.2.3 　指定函数的输入输出类型　　114

9.2.4 　导出类型和本地类型　　116

9.2.5 　不透明类型　　116

9.3 　dialyzer教程　　117

9.3.1 　错误使用内置函数的返回值　　118

9.3.2 　内置函数的错误参数　　119

9.3.3 　错误的程序逻辑　　119

9.3.4 　使用dialyzer　　120

9.3.5 　干扰dialyzer的事物　　120

9.4 　类型推断与成功分型　　121

9.5 　类型系统的局限性　　123

9.6 　练习　　125

第10章　编译和运行程序　　126

10.1 　改变开发环境　　126

10.1.1 　设置载入代码的搜索路径　　126

10.1.2 　在系统启动时执行一组命令　　127

10.2 　运行程序的不同方式　　128

10.2.1 　在Erlang shell里编译和运行　　128

10.2.2 　在命令提示符界面里编译和运行　　129

10.2.3 　作为Escript运行　　130

10.2.4 　带命令行参数的程序　　131

10.3 　用makefile使编译自动化　　132

10.4 　当坏事发生　　135

10.4.1 　停止Erlang　　135

10.4.2 　未定义（缺失）的代码　　135

10.4.3 　shell没有反应　　136

10.4.4 　我的makefile不工作　　137

10.4.5 　Erlang崩溃而你想阅读故障转储文件　　137

10.5 　获取帮助　　138

10.6 　调节运行环境　　138

10.7 　练习　　139

第三部分　并发和分布式程序

第11章　现实世界中的并发　　142

第12章　并发编程　　145

12.1 　基本并发函数　　145

12.2 　客户端?服务器介绍　　147

12.3 　进程很轻巧　　151

12.4 　带超时的接收　　153

12.4.1 　只带超时的接收　　154

12.4.2 　超时值为0的接收　　154

12.4.3 　超时值为无穷大的接收　　155

12.4.4 　实现一个定时器　　155

12.5 　选择性接收　　156

12.6 　注册进程　　157

12.7 　关于尾递归的说明　　158

12.8 　用MFA或Fun进行分裂　　160

12.9 　练习　　160

第13章　并发程序中的错误　　161

13.1 　错误处理的理念　　161

13.1.1 　让其他进程修复错误　　162

13.1.2 　任其崩溃　　162

13.1.3 　为何要崩溃　　162

13.2 　错误处理的术语含义　　163

13.3 　创建连接　　164

13.4 　同步终止的进程组　　164

13.5 　设立防火墙　　165

13.6 　监视　　166

13.7 　基本错误处理函数　　166

13.8 　容错式编程　　167

13.8.1 　在进程终止时执行操作　　167

13.8.2 　让一组进程共同终止　　168

13.8.3 　生成一个永不终止的进程　　169

13.9 　练习　　170

第14章　分布式编程　　171

14.1 　两种分布式模型　　171

14.2 　编写一个分布式程序　　172

14.3 　创建名称服务器　　173

14.3.1 　第1阶段：一个简单的名称服务器　　173

14.3.2 　第2阶段：客户端在一个节点，服务器在相同主机的另一个节点　　174

14.3.3 　第3阶段：同一局域网内不同机器上的客户端和服务器　　175

14.3.4 　第4阶段：跨互联网不同主机上的客户端和服务器　　176

14.4 　分布式编程的库和内置函数　　177

14.4.1 　远程分裂示例　　178

14.4.2 　文件服务器再探　　180

14.5 　cookie保护系统　　181

14.6 　基于套接字的分布式模型　　182

14.6.1 　用lib_chan控制进程　　182

14.6.2 　服务器代码　　183

14.7 　练习　　185

第四部分　编程库与框架

第15章　接口技术　　188

15.1 　Erlang如何与外部程序通信　　188

15.2 　用端口建立外部C程序接口　　190

15.2.1 　C程序　　191

15.2.2 　Erlang程序　　193

15.2.3 　编译和链接端口程序　　195

15.2.4 　运行程序　　195

15.3 　在Erlang里调用shell脚本　　196

15.4 　高级接口技术　　196

15.5 　练习　　197

第16章　文件编程　　198

16.1 　操作文件的模块　　198

16.2 　读取文件的几种方法　　199

16.2.1 　读取文件里的所有数据类型　　199

16.2.2 　分次读取文件里的数据类型　　200

16.2.3 　分次读取文件里的行　　202

16.2.4 　读取整个文件到二进制型中　　202

16.2.5 　通过随机访问读取文件　　203

16.3 　写入文件的各种方式　　205

16.3.1 　把数据列表写入文件　　206

16.3.2 　把各行写入文件　　207

16.3.3 　一次性写入整个文件　　207

16.3.4 　写入随机访问文件　　209

16.4 　目录和文件操作　　209

16.4.1 　查找文件信息　　210

16.4.2 　复制和删除文件　　211

16.5 　其他信息　　211

16.6 　一个查找工具函数　　212

16.7 　练习　　214

第17章　套接字编程　　216

17.1 　使用TCP　　216

17.1.1 　从服务器获取数据　　216

17.1.2 　一个简单的TCP服务器　　219

17.1.3 　顺序和并行服务器　　222

17.1.4 　注意事项　　223

17.2 　主动和被动套接字　　224

17.2.1 　主动消息接收（非阻塞式）　　224

17.2.2 　被动消息接收（阻塞式）　　225

17.2.3 　混合消息接收（部分阻塞式）　　225

17.3 　套接字错误处理　　226

17.4 　UDP　　227

17.4.1 　最简单的UDP服务器与客户端　　227

17.4.2 　一个UDP阶乘服务器　　228

17.4.3 　UDP数据包须知　　230

17.5 　对多台机器广播　　230

17.6 　一个SHOUTcast服务器　　231

17.6.1 　SHOUTcast协议　　232

17.6.2 　SHOUTcast服务器的工作原理　　232

17.6.3 　SHOUTcast服务器的伪代码　　233

17.6.4 　运行SHOUTcast服务器　　234

17.7 　练习　　235

第18章　用WebSocket和Erlang 进行浏览　　236

18.1 　创建一个数字时钟　　237

18.2 　基本交互　　239

18.3 　浏览器里的Erlang shell　　240

18.4 　创建一个聊天小部件　　241

18.5 　简化版IRC　　244

18.6 　浏览器里的图形　　247

18.7 　浏览器?服务器协议　　249

18.7.1 　从Erlang发送消息到浏览器　　249

18.7.2 　从浏览器到Erlang的消息　　250

18.8 　练习　　251

第19章　用ETS和DETS存储数据　　252

19.1 　表的类型　　252

19.2 　影响ETS表效率的因素　　254

19.3 　创建一个ETS表　　255

19.4 　ETS示例程序　　255

19.4.1 　三字母组合迭代函数　　256

19.4.2 　创建一些表　　257

19.4.3 　创建表所需的时间　　258

19.4.4 　访问表所需的时间　　258

19.4.5 　获胜者是…… 　　259

19.5 　保存元组到磁盘　　260

19.6 　其余操作　　262

19.7 　练习　　263

第20章　Mnesia：Erlang数据库　　264

20.1 　创建初始数据库　　264

20.2 　数据库查询　　265

20.2.1 　选择表里的所有数据　　266

20.2.2 　从表里选择数据　　267

20.2.3 　从表里有条件选择数据　　268

20.2.4 　从两个表里选择数据（联接）　　268

20.3 　添加和移除数据库里的数据　　269

20.3.1 　添加行　　269

20.3.2 　移除行　　270

20.4 　Mnesia事务　　270

20.4.1 　中止事务　　271

20.4.2 　载入测试数据　　273

20.4.3 　do()函数　　273

20.5 　在表里保存复杂数据　　274

20.6 　表的类型和位置　　275

20.6.1 　创建表　　276

20.6.2 　常用的表属性组合　　277

20.6.3 　表的行为　　278

20.7 　表查看器　　278

20.8 　深入挖掘　　279

20.9 　练习　　279

第21章　性能分析、调试与跟踪　　280

21.1 　Erlang代码的性能分析工具　　281

21.2 　测试代码覆盖　　281

21.3 　生成交叉引用　　283

21.4 　编译器诊断信息　　283

21.4.1 　头部不匹配　　284

21.4.2 　未绑定变量　　284

21.4.3 　未结束字符串　　284

21.4.4 　不安全变量　　284

21.4.5 　影子变量　　285

21.5 　运行时诊断　　286

21.6 　调试方法　　287

21.6.1 　io:format调试　　288

21.6.2 　转储至文件　　289

21.6.3 　使用错误记录器　　289

21.7 　Erlang调试器　　289

21.8 　跟踪消息与进程执行　　291

21.9 　Erlang代码的测试框架　　294

21.10 　练习　　295

第22章　OTP介绍　　296

22.1 　通用服务器之路　　297

22.1.1 　Server 1：基本的服务器　　297

22.1.2 　Server 2：实现事务的服务器　　298

22.1.3 　Server 3：实现热代码交换的服务器　　299

22.1.4 　Server 4：事务与热代码交换　　301

22.1.5 　Server 5：更多乐趣　　302

22.2 　gen_server入门　　304

22.2.1 　确定回调模块名　　304

22.2.2 　编写接口方法　　305

22.2.3 　编写回调方法　　305

22.3 　gen_server的回调结构　　308

22.3.1 　启动服务器　　308

22.3.2 　调用服务器　　308

22.3.3 　调用和播发　　309

22.3.4 　发给服务器的自发性消息　　310

22.3.5 　后会有期，宝贝　　310

22.3.6 　代码更改　　311

22.4 　填写gen_server模板　　311

22.5 　深入探索　　313

22.6 　练习　　313

第23章　用OTP构建系统　　315

23.1 　通用事件处理　　316

23.2 　错误记录器　　318

23.2.1 　记录错误　　318

23.2.2 　配置错误记录器　　319

23.2.3 　分析错误　　323

23.3 　警报管理　　324

23.4 　应用程序服务器　　326

23.4.1 　质数服务器　　326

23.4.2 　面积服务器　　327

23.5 　监控树　　328

23.6 　启动系统　　331

23.7 　应用程序　　335

23.8 　文件系统组织方式　　336

23.9 　应用程序监视器　　337

23.10 　怎样计算质数　　338

23.11 　深入探索　　340

23.12 　练习　　341

第五部分　构建应用程序

第24章　编程术语　　344

24.1 　保持Erlang世界观　　344

24.2 　多用途服务器　　346

24.3 　有状态的模块　　348

24.4 　适配器变量　　349

24.5 　表意编程　　351

24.6 　练习　　353

第25章　第三方程序　　354

25.1 　制作可共享代码存档并用rebar管理代码　　354

25.1.1 　安装rebar　　354

25.1.2 　在GitHub上创建一个新项目　　355

25.1.3 　在本地克隆这个项目　　355

25.1.4 　制作一个OTP应用程序　　356

25.1.5 　宣传你的项目　　356

25.2 　整合外部程序与我们的代码　　357

25.3 　生成依赖项本地副本　　358

25.4 　用cowboy构建嵌入式Web服务器　　359

25.5 　练习　　364

第26章　多核CPU编程　　366

26.1 　给Erlang程序员的好消息　　367

26.2 　如何在多核CPU中使程序高效运行　　367

26.2.1 　使用大量进程　　368

26.2.2 　避免副作用　　368

26.2.3 　避免顺序瓶颈　　369

26.3 　让顺序代码并行　　370

26.4 　小消息，大计算　　372

26.5 　用mapreduce使计算并行化　　376

26.6 　练习　　380

第27章　福尔摩斯的最后一案　　381

27.1 　找出数据的相似度　　381

27.2 　sherlock演示　　382

27.2.1 　获取并预处理数据　　382

27.2.2 　寻找最像给定文件的邮件　　383

27.2.3 　搜索指定作者、日期或标题的邮件　　385

27.3 　数据分区的重要性　　386

27.4 　给邮件添加关键词　　386

27.4.1 　词汇的重要性：TF*IDF权重　　387

27.4.2 　余弦相似度：两个权重向量的相似程度　　388

27.4.3 　相似度查询　　389

27.5 　实现方式概览　　389

27.6 　练习　　390

27.7 　总结　　391

附录A 　OTP模板　　392

附录B 　一个套接字应用程序　　398

附录C 　一种简单的执行环境　　413

作者简介

本书由Erlang之父Joe Armstrong编写，是毋庸置疑的经典著作。书中兼顾了顺序编程、并发编程和分布式编程，重点介绍如何编写并发和分布式的Erlang程序以及如何在多核CPU上自动加速程序，并深入地讨论了开发Erlang应用中至关重要的文件和网络编程、OTP、ETS和DETS等主题。第2版全新改写，反应了自第1版面世以来Erlang历经的所有变化，添加了大量针对初学者的内容，并在每章后都附上了练习题。

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