Как известно в кругу Erlang разработчиков: только Erlang разработчики знают как "жить" правильно а все остальные "живут" — неправильно. Не пытаясь оспаривать этот факт, приведем пример Clojure приложения в стиле Erlang, используя библиотеку Otplike.
Для понимая статьи читателю возможно понадобится знание основ Clojure (а разве еще есть люди, которые не знают Clojure?...) и базовые принципы Erlang/OTP (процессы, отправка сообщений, gen_server и supervisor behaviours). Для того, чтобы разобраться со всем остальным у среднестатистического Clojure разработчика есть все что нужно: код с примерами, REPL и "бубен".
Почему Clojure?
В действительности есть много ответов на вопрос "почему Clojure". Приведем наши любимые:
№1. Clojure — очень эффективный язык для макетирования. По сравнению с Java, написать макет приложения на Clojure очень просто: очень легко разрабатывать модели данных и собирать их вместе.
№2. В Clojure очень просто тестировать приложение: REPL + удобство макетирования тут решают. Каков бы ни был тестовый кейс в приложении, достаточно просто сконструировать контекст, в котором протестировать нужный кейс.
Первые два пункта ускоряют разработку и поддержку приложения (попадающую под заданные условия) раза в 2. Но мы только начали перечислять…
№3. Clojure полностью интероперабелен с Java/JVM. Это означает, в частности, что можно использовать классы в Clojure приложении и экспортировать Clojure приложение как классы (например, Интегрируем clojure-библиотеку в java-приложение). Так же это означает, что весь накопленный код человечества для JVM доступен для Clojure приложения. А значит язык Clojure идет не альтернативно и не вразрез развитию JVM, а как дополнение к JVM (очень важное дополнение, хочется сказать).
Итак, мы упомянули, что через Clojure удобно добраться до любой части "наследия человечества" в JVM и удобно потестировать. Ну а теперь, почему все таки Clojure...
№4. Clojure — язык, которые разрабатывался для того, чтобы сложные вещи сделать простыми и, на наш взгляд, у них получилось, благодаря опыту и гению Рича Хики, который сформулировал основные идеи языка (которые, в свою очередь, можно прочитать, например, тут: Почему стоит изучить Clojure?)
Ну и персонально моя любимая причина....
№5. Программировать на Clojure — это fun, т.е. "живо", интересно и без стресса. Просто загружаешь проект, просто читаешь код, просто думаешь, просто пишешь и просто отгружаешь единорогов выдаешь результат.
Почему Erlang/OTP для Clojure?
В прошлом разделе мы выяснили, что Clojure — это "серебряная пуля".
Однако для промышленного программирования в эпоху многопоточных приложений, помимо удобного и прикольного языка, нужна практическая методология для разработки этих самих многопоточных приложений.
Стандартное решение для многопоточных приложений на Clojure в данный момент — это библиотека core.async (например, Готовим многопоточность с core.async). Практический опыт однако показывает, что хотя сама библиотека — хороша, но для практики нужны "строительные блоки" более высокого уровня.
И тут мы возвращаемся к счастливым Erlang разработчикам и к их "прелести". Erlang/OTP впитал в себя значительный опыт разработки многопоточных приложений, пожалуй, как никакой другой язык. Имея реализацию базовых идей Erlang/OTP с помощью библиотеки Otplike, мы получаем:
- Erlang-like процессы и обмен сообщениями между процессами;
- реализацию OTP процесса типа
supervisor(supervisor behaviour): процесса, который следит за другими процессами и перегружает их, в зависимости от настроек; - реализацию OTP процесса типа
gen_server(gen_server behaviour): процесса, реализующего микросервис; - запуск процессов по таймеру (scheduling).
И чтобы не быть голословным, приведем...
Минималистичный пример приложения с микросервисом
Сервис для списка задач TODO
Мы хотим сделать микросервис для списка задач TODO, который принимает следующие команды:
- создать сущность todo:
create-todo [params] -> [:ok todo] | [:error reason] - вернуть todo по ID:
find-todo-by-id [id] -> [:ok todo] | [:error reason] - завершить todo:
terminate-todo [id] -> [:ok updated_todo] | [:error reason] - удалить todo:
delete-todo [id] -> [:ok nil] | [:error reason] - вернуть список активных todo:
enumerate-active-todos [] -> [:ok todos] | [:error reason]
Как ни странно, но из этого описания прямо следует публичное API для сервиса TODO (полный пример кода, можно посмотреть на GitHub тут):
(defn create-todo [params]
(call* [:create-todo params]))
(defn find-todo-by-id [id]
(call* [:find-todo-by-id id]))
(defn terminate-todo [id]
(call* [:terminate-todo id]))
(defn delete-todo [id]
(call* [:delete-todo id]))
(defn enumerate-active-todos []
(call* :enumerate-active-todos))Вызов call* означает просто отправление сообщения сервису.
Суть обработки сообщений для gen_server сервиса состоит в том, что все эти сообщения обрабатываются последовательно, прокидывая значение состояния (state) сервиса от одной обработки сообщения до другой. Даже если множество процессов параллельно отправят свои запросы в наш сервис, это не сломает нам consistency нашего state, поскольку все эти запросы будут выполняться последовательно. На практике это упрощает разработку жизненного цикла сервиса.
Для разработки Otplike gen_server сервиса доступны для реализации привычные для OTP сallbacks:
- обработчик инициализации
stateсервиса:init [args] -> [:ok initial_state] - обработчик сообщений, которые должны вернуть результат клиентскому процессу (синхронных сообщений):
handle-call [message from state] -> [:reply reply updated_state] | [:noreply updated_state] - обработчик сообщений без результата клиентскому процессу (асинхронных сообщений):
handle-cast [message state] -> [:noreply updated_state] - обработчик системных сообщений:
handle-info [message state] -> [:noreply updated_state] - обработчик завершения сервиса:
terminate [reason state] -> nil
Продвинутый пример супервайзера для перегрузки сервисов в REPL
Допустим мы реализовали TODO сервис, и из REPL запустили его в новом процессе. После чего мы внесли правки в код этого сервиса и теперь мы хотим запустить модифицированный код, чтобы его потестировать. Как нам это сделать?
Одно из решений — это убить процесс со старым кодом и запустить новый код в новом процессе.
Однако этих сервисов у нас может быть много и они могут зависеть один от другого. Кроме того, порядок запуска сервисов тоже может быть важен.
Поэтому есть другое радикальное решение родом из OTP: нужно завести процесс-супервайзер, который будет следить за нашими сервисами и который будет уметь перегружать их.
Кроме того, мы хотим уметь перегружать и самого супервайзера, чтобы мы могли из REPL приводить наше приложение к ясному начальному состоянию.
Для этих требований получился следующий код для Otplike:
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; supervision-tree
(defn- app-sup [_config]
[:ok
[{:strategy :one-for-one}
[{:id :todo-server :start [todo-server/start-link [{}]]}]]])
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; boot-proc
(defn- start-app-sup-link [config]
(supervisor/start-link :app-sup
app-sup
[config]))
(defn- start-boot-sup-link [config]
(supervisor/start-link :boot-sup
(fn [cfg]
[:ok
[{:strategy :one-for-all}
[{:id :app-sup :start [start-app-sup-link [cfg]]}]]])
[config]))
(defn start []
(if-let [pid (process/whereis :boot-proc)]
(log/info "already started" pid)
(let [config (config/get-config)]
(process/spawn-opt
(process/proc-fn []
(match (start-boot-sup-link config)
[:ok pid]
(loop []
(process/receive!
:restart
(do
(log/info "------------------- RESTARTING -------------------")
(supervisor/terminate-child pid :app-sup)
(log/info "--------------------------------------------------")
(supervisor/restart-child pid :app-sup)
(recur))
:stop
(process/exit :normal)))
[:error reason]
(log/error "cannot start root supervisor: " {:reason reason})))
{:register :boot-proc}))))
(defn stop []
(if-let [pid (process/whereis :boot-proc)]
(process/! pid :stop)
(log/info "already stopped")))
(defn restart []
(if-let [pid (process/whereis :boot-proc)]
(process/! pid :restart)
(start)))Полный код можно посмотреть на GitHub тут
В функции app-sup мы перечисляем дочерние процессы для нашего главного супервайзера.
А остальной код — это workaround для рестарта супервайзера.
Ну и наконец...
Тестирование
Зайдем в REPL и посмотрим как работает наш TODO сервис и рестарт приложения.
Стартуем REPL из консоли из корня проекта:
lein replСтартуем приложение:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.server/start)
<proc1@1>
erl-like-app.server=> 18-05-11 14:29:24 andrey-pc INFO [erl-like-app.todo.todo-server:44] - todo server initializedСоздадим пару TODO и отметим первое TODO как сделанное:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/create-todo {:title "task #1", :description "create task #2"})
[:ok {:title "task #1", :description "create task #2", :id "1", :created 1526049427586, :updated 1526049427586, :status :active}]
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/create-todo {:title "task #2"})
[:ok {:title "task #2", :id "2", :created 1526049434985, :updated 1526049434985, :status :active}]
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/terminate-todo "1")
[:ok {:title "task #1", :description "create task #2", :id "1", :created 1526049427586, :updated 1526049443912, :status :terminated}]Какие остались активные TODO:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/enumerate-active-todos)
[:ok ({:title "task #2", :id "2", :created 1526049434985, :updated 1526049434985, :status :active})]Какое значение state сервиса:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/get-state)
{:counter 2, :db {"1" {:title "task #1", :description "create task #2", :id "1", :created 1526049427586, :updated 1526049443912, :status :terminated}, "2" {:title "task #2", :id "2", :created 1526049434985, :updated 1526049434985, :status :active}}}Перегрузим приложение:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.server/restart)
true
18-05-11 14:30:28 andrey-pc INFO [erl-like-app.server:59] - ------------------- RESTARTING -------------------
erl-like-app.server=> 18-05-11 14:30:28 andrey-pc INFO [erl-like-app.todo.todo-server:144] - todo server stopped
18-05-11 14:30:28 andrey-pc INFO [erl-like-app.server:61] - --------------------------------------------------
18-05-11 14:30:28 andrey-pc INFO [erl-like-app.todo.todo-server:44] - todo server initializedКакое сейчас значение state сервиса:
erl-like-app.server=> (erl-like-app.todo.todo-server/get-state)
{:counter 0, :db {}}Итог
А что в итоге:
- есть библиотека Otplike, которая открывает в Clojure "дверку" в Erlang, и
- есть пример приложения, которое открывает "дверку" в Otplike.
Не могу знать, надо ли вам в эту "дверку", но из нашего опыта могу сказать, что за этой "дверкой" получается прикольный код (а значит и эффективный, и простой).
Удачного кодинга!
Автор: ady1981
