Erlang
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Erlang. Es un lenguaje de programación funcional de alto nivel, que se ubica también dentro del paradigma de Programación Declarativa, diseñado para escribir aplicaciones concurrentes y distribuidas de funcionamiento ininterrumpido. Erlang usa procesos concurrentes para estructurar la aplicación. Estos procesos no comparten memoria y se comunican de forma asincrónica mediante el paso de mensajes. Los procesos Erlang son muy ligeros y pertenecen al propio lenguaje, no al sistema operativo. Erlang posee un mecanismo para cambiar el código fuente de un programa o aplicación al vuelo (cambio en caliente de código), sin tener que detener el programa. Este mecanismo facilita la implementación de sistemas indetenibles.
Historia
Los inicios de Erlang toman lugar en los años 80 en los laboratorios de Ciencias de Computación de la Compañía de telefonía sueca Ericsson, como un intento de desarrollar un lenguaje de programación de alto nivel, y con capacidad para afrontar el tipo de proyectos, especialmente de Telecomunicaciones, que la empresa estaba desarrollando y que optimizara el uso de la tecnología emergente en Microelectrónica, especialmente en Microinformática. Para el diseño de Erlang se analizaron al rededor de 300 lenguajes de programación existentes, con el fin de buscar características sobre lo que deseaba la empresa, de estos lenguajes se seleccionaron: Lisp, Haskell, Prolog, y otros, de los cuales se tomaron las características más relevantes.
Características
En Erlang se pueden realizar toda clase de proyectos en especial proyectos que necesiten tráfico de información de respuesta en tiempo real, donde para cada petición debe haber una respuesta inmediata dependiendo de si se pudo resolver o no la petición. Ejemplo si de hace una petición a un cajero automático de consultar el saldo y en ese momento la base de datos donde se encuentra la información está ocupada resolviendo otras peticiones y no puede dar una respuesta justo a tiempo, el sistema debe retornar al usuario e informar el suceso en un tiempo razonable, ejemplo 5 segundos y no esperar toda una eternidad a que se desbloquee el sistema o la base de datos pueda resolver la petición. Este comportamiento es implementado dentro de la plataforma OTP (Open Telecom Plataform) que es el núcleo del lenguaje Erlang; su máquina virtual está basada en esa arquitectura, donde los procesos sólo pueden comunicarse mediante el paso de mensajes. Debido a que es orientado a concurrencia y a procesos todo lo que se programa son procesos concurrentes y totalmente independientes, siendo así que si falla alguno no afecta el funcionamiento de los demás y también puede ser reiniciado instantáneamente por su proceso supervisor (comportamiento OTP árbol de supervisión de procesos).
Entre sus características más relevantes se encuentran:
Lenguaje de alto nivel basado en procesos
Gran parte del código luce así:
% Ejecuta la función loop() como un nuevo proceso y guarda el id del proceso en ‘Pid’.
Pid = spawn(fun()-> loop() end),
% Envía un mensaje al proceso apuntado por ‘Pid’.
Pid ! “Hola Mundo en Erlang!”.
% Cuerpo de la función loop().
loop()->
% Recibe el mensaje enviado al proceso.
receive Msg->
io:format("~p", [Msg]) % Imprime el mensaje en la consola.
end.
Acoplamiento de patrones (Pattern-Matching)
El acoplamiento de patrones es una técnica básica de Erlang con la cual es posible hacer un balance entre las variables y valores a los dos lados del signo de igualdad o fallar si no es posible hacer un balance. Al lado izquierdo se le denomina lado de las variables y valores y al lado derecho lado de los valores.
% Obtiene, en la variable 'Cual', el tercer valor sin importar cuales son los dos primeros.
{_, _, Cual} = {perro, gato, vaca}.
% Obtiene, en la variable 'Cual', el tercer valor garantizando que el primero sea ‘perro’ y sin
% importar cuál es el segundo.
{perro, _, Cual} = {perro, gato, vaca}.
Organización de memoria automática (Recolector de Basura)
Erlang posee al igual que .Net y Java un mecanismo de limpieza de la memoria que permite al programador olvidarse de manejar la destrucción de las variables una vez creadas y fuera de contexto. Este mecanismo se encarga automáticamente de destruir todos los objetos y procesos que ya no se estén utilizando ya sea porque están fuera de contexto o porque muere su objeto o proceso padre.
Lenguaje funcional
El código de programa se estructura en módulos que contienen funciones:
-module(math). -export([factorial/1]). factorial(0) -> 1; factorial(N) when N > 0 -> N * factorial(N-1).
Función QuickSort, ordena una lista de elementos:
-module(list). -export([quick_sort/1]). quick_sort([])-> []; quick_sort([Pivot|Rest])-> quick_sort[X || X <- Rest, X < Pivot]) ++ [Pivot] ++ quick_sort[Y || Y <- Rest, Y >= Pivot].
Evaluación estricta, asignación única y tipado dinámico
Sólo se cumple uno de los casos por ejecución de la función pintar(), (evaluación estricta).
pintar(Color)->
case Color of
“rojo”->
pintar_de_rojo;
4->
pintar_de_rojo;
“amarillo”->
pintar_de_amarillo;
6->
pintar_de_amarillo
end.
La variable Color puede tomar el tipo de datos dinámicamente, puede adquirir un valor numérico o un valor alfanumérico (cadena de caracteres) especificando el color, (tipado dinámico).
La asignación única viene dada por que no se puede asignar un valor a una variable mas de una vez, ejemplo:
Si dentro del mismo contexto hacemos:
A = 5 % Válido. A = 6 % No válido.
Cosas como estas, que son válidas dentro de la Programación Imperativa, no lo son dentro de la programación declarativa funcional.
A = A + 1 % No válido.
Una vez que una variable obtiene un valor, no puede ser modificado, si se desea incrementar el valor de una variable en cierto valor se hace B = A + 1, si y sólo si, la variable B nunca ha sido asignada (unbound) y la variable A ya ha sido previamente asignada (bound). Esta regla permite evitar los efectos colaterales de la concurrencia, donde al acceder varios procesos a un mismo recurso pueda darse el caso de que se corrompa la información.
Listas por comprensión
Las listas por compresión de Erlang es un mecanismo matemático que permite generar valores a partir de una sintaxis muy elegante y simple:
[Constructor || Generador, [Filtros...], Generador, [Filtros...]...]. % Ejemplo: [X * 2 || X <-[1,2,3,4]].
Esto retorna el doble de todos los elementos de la lista [1,2,3,4].
Una lista por comprensión puede definirse como las Xs tales que las Xs que salgan de la lista L cumplan tal condición.
%Ejemplo: [X || X <-L, X > 4].
Cada generador trae sus propios filtros, por lo tanto es válido escribir:
[{X, Y} || X <-[1,2,3,4], X > 2, Y <-[4,5,6,7], Y < 5].
Algo interesante utilizando las listas por comprensión puede ser el cálculo del trío pitagórico:
pythag(N)->
[{A,B,C} ||
A <-lists:seq(1,N),
B <-lists:seq(1,N),
C <-lists:seq(1,N),
A + B + C =< N,
A*A + B*B =:= C*C].
Esto genera todos los tríos de números desde 1 hasta N que cumplen con el teorema de Pitágoras y que la suma de los tres no excede a N, son los llamados números "pitagóricos".
Esto puede leerse como: todos los números {A, B, C} donde A es de 1 a N, B es de 1 a N, C es de 1 a N, cumplan que A + B + C =< N y además que A*A + B*B = C*C.
Distribución de procesos
La distribución de procesos es una de las mejores características de Erlang, este posee un conjunto de funciones y primitivas para la creación de procesos, los cuales pueden ser locales o distribuidos, sin existir ninguna diferencia para el sistema.
Pid = spawn(Mod, Func, Args) % ejecuta la función Func como un nuevo proceso
% en el nodo local.
Pid = spawn(Node, Mod, Func, Args) % ejecuta la función Func como un nuevo proceso
% en un nodo remoto.
A la hora de enviar y recibir mensajes, no existe diferencia alguna entre remoto y local.
Pid ! a_message % envía un mensaje al proceso (asíncronamente)
receive % recibe el mensaje enviado a este proceso
un_mensaje -> hacer_algo
end.
Erlang también cuenta con un Sistema Gestor de Base de Datos llamado Mnesia, el cual tiene soporte para distribución.
Véase también
- ExtendedVisualOtp, Framework para el desarrollo de aplicaciones cliente-servidor en tiempo real.
- ejabberd, un servidor de mensajes instantáneos XMPP escrito en Erlang.
- Wings 3d, Herramienta de modelado 3D en Erlang.
- Yet another web server (YAWS, un servidor de aplicaciones web muy completo en Erlang).
- Tsung, una herramienta de análisis de rendimiento muy potente.
