Erlang (Programmiersprache)

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Basisdaten
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Datei:LYME software bundle.svg

Das LYME-Softwarepaket gründet auf Erlang und stellt eine Alternative zum Softwarepaket LAMP dar.

Erlang ist eine Programmiersprache, die bei Ericsson von Joe Armstrong und anderen entwickelt wurde. Sie ist nach dem dänischen Mathematiker Agner Krarup Erlang benannt, der Name kann aber auch für Ericsson language stehen.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20090619203619

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  }} (englisch)</ref>

Eigenschaften

Spricht man von Erlang, meint man meistens nicht nur die relativ kompakte Sprache, sondern auch das Laufzeitsystem und die umfangreiche Bibliothek. Zusammen wird das System Erlang/OTP genannt, wobei OTP eine Abkürzung für The Open Telecom Platform ist. Es handelt sich dabei um eine Middleware für den Bau verteilter, hochverfügbarer Systeme. Hervorzuheben sind z. B. die verteilten Datenbanken Mnesia und CouchDB.

Erlang wurde ursprünglich für die Programmierung von Anwendungen in der Telekommunikation geschaffen, insbesondere für Vermittlungsstellen von Telefonnetzen (Switch).

Die dort vorhandenen besonderen Anforderungen gingen unmittelbar in den Entwurf der Programmiersprache und des Laufzeitsystems ein:

Parallelität
hohe Verfügbarkeit
Fehlertoleranz
Auswechseln von Modulen zur Laufzeit etc.

Erlang genügt den Paradigmen der funktionalen, nebenläufigen und verteilten Programmierung. Joe Armstrong, der geistige Vater von Erlang, bezeichnete sie am liebsten als Concurrency Oriented Programming Language (COPL), was in etwa als auf Nebenläufigkeit ausgerichtete Programmiersprache zu übersetzen ist und andeutet, dass Prozesse die wichtigsten Objekte in Erlang sind. Den funktionalen Kern fand er weniger wichtig, auch wenn dieser wegen der Vermeidung von Nebeneffekten recht nützlich für die nebenläufige Programmierung ist.

Erlang ist eine der wenigen funktionalen Programmiersprachen, die in der Industrie eingesetzt werden. Insbesondere Telefon- und Netzwerkausrüster setzen Erlang wegen seiner guten Skalierbarkeit und Parallelität ein.

Prozesse sind in Erlang sehr ressourcenschonend implementiert. Der in Erlang geschriebene Webserver Yaws mit seiner hohen Skalierbarkeit ist ein Beispiel dafür.

Die Syntax von Erlang erinnert an die von Prolog, was nicht ganz verwundert, da das System anfänglich als in Prolog geschriebener Interpreter vorlag.

Basierend auf dem von Erlang verwendeten Binärformat<ref>erlang.org</ref> wurde das allgemeine Binärformat BERT und ein darauf aufbauendes Remote-Procedure-Call-Protokoll entwickelt.<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20091024121028

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Mitgelieferte Software

Mit der Erlang-Distribution werden viele nützliche Zusatzwerkzeuge mitgeliefert, die die Programmierung von Anwendungen deutlich erleichtern:

OTP: Die Open Telecom Platform erleichtert das Bauen von wirklich stabilen, parallelen Anwendungen mit zusätzlichen Eigenschaften wie das dynamische Austauschen des Codes während der Laufzeit. OTP ist eine Bibliothek, die verschiedene Behaviors (Verhalten) zur Verfügung stellt, die die Funktionalität einer Anwendung von dem Modell dahinter (Funktionsaufruf, Client/Server usw.) trennen.
ETS/DETS: ETS und DETS ((Disk) Erlang Term Storage) sind zwei eng verwandte Speichersysteme für Erlang-Terme (Tupel, Listen, Atome, also eingebaute Datentypen), die eine große Skalierbarkeit und eine kleine Zugriffszeit bieten. Die grundlegenden Operationen sind insert und lookup. Genutzt wird eine Schlüssel-Wert-Struktur (Key-Value-Storage).
Mnesia: Mnesia ist ein vollwertiges, eingebautes Datenbanksystem (DBMS). Ähnlich wie bei ETS werden Erlang-Terme gespeichert. Mnesia bietet eine Verteilung über mehrere Erlang-Knoten (Nodes), die Speicherung im RAM oder auf der Festplatte, mehrere Tabellen und atomare Transaktionen.

Außerdem besitzt die Standardbibliothek mächtige Socket-Funktionen für TCP und UDP und viele andere kleine Werkzeugfunktionen für Listen, Binärdaten etc.

Beispiele

Berechnung der Fakultät

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→ Haupt{{#if:|seite|artikel}}: [[{{{2}}}{{#if: ||{{{titel2}}}}}]]{{#if: |{{#ifexist:{{{3}}}| und [[{{{3}}}{{#if: ||{{{titel3}}}}}]]|}}|}}

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→ Haupt{{#if:|seite|artikel}}: [[{{{3}}}{{#if: ||{{{titel3}}}}}]]

|}}|}}|}}|}}|}}|Einbindungsfehler: Die Vorlage Hauptartikel benötigt immer mindestens ein Argument.}}

Dieser Code muss in der Datei test.erl stehen, da das Modul (Zeile 1) ebenfalls test heißt. Die Export-Direktive macht die Funktion fac() auch von außerhalb aufrufbar.

Die beiden Zeilen, die mit fac( beginnen, werden clauses genannt. Im C++-Jargon könnte man die Nutzung von clauses mit dem Überladen vergleichen. Bei jedem Aufruf einer Funktion wird der Reihe nach durchprobiert, zu welchem clause die gegebenen Argumente passen (match), wobei der erste passende clause genutzt wird. Der letzte clause endet mit ., alle vorherigen mit ;. <syntaxhighlight lang="erlang"> -module(test). -export([fac/1,fac_tr/1]).

%%% nicht-endrekursive Version fac(0) -> 1; fac(N) -> N * fac(N-1).

%%% endrekursive Version (tail recursive) fac_tr(0,Yet) -> Yet; fac_tr(N,Yet) -> fac_tr(N-1,Yet*N).

%% Hilfsfunktion fac_tr(N) -> fac_tr(N,1). </syntaxhighlight>

Quicksort

{{#if: Quicksort|{{#ifexist:Quicksort|

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→ Haupt{{#if:|seite|artikel}}: [[{{{2}}}{{#if: ||{{{titel2}}}}}]]{{#if: |{{#ifexist:{{{3}}}| und [[{{{3}}}{{#if: ||{{{titel3}}}}}]]|}}|}}

|{{#if: |{{#ifexist:{{{3}}}|

→ Haupt{{#if:|seite|artikel}}: [[{{{3}}}{{#if: ||{{{titel3}}}}}]]

|}}|}}|}}|}}|}}|Einbindungsfehler: Die Vorlage Hauptartikel benötigt immer mindestens ein Argument.}}

<syntaxhighlight lang="erlang"> %% quicksort(List) %% Sort a list of items -module(quicksort). -export([qsort/1]).

qsort([]) -> []; qsort([Pivot|Rest]) ->

   qsort([ X || X <- Rest, X < Pivot])
   ++ [Pivot] ++
   qsort([ Y || Y <- Rest, Y >= Pivot]).

</syntaxhighlight>

Im obigen Beispiel wird die Funktion qsort rekursiv aufgerufen, bis nichts mehr zum Sortieren vorhanden ist.

Der Ausdruck

kann interpretiert werden als „wähle alle ‚X‘, wobei ‚X‘ ein Element von ‚Rest‘ ist und ‚X‘ kleiner ist als ‚Pivot‘“. Dies hat eine sehr bequeme Art der Listenbehandlung zur Folge (in der Literatur als List Comprehension bezeichnet). Praktisch bedeutet dies, dass eine Liste zurückgegeben wird, die alle Elemente aus Rest enthält, die kleiner als Pivot sind (aber nicht notwendigerweise nach Größe geordnet sind).

Eine kleine verteilte Anwendung, die auf zwei Erlang-Prozessen läuft

<syntaxhighlight lang="erlang"> -module(ping_pong). -export([ping/0, pong/0]).

ping() ->

   Receiver = spawn(ping_pong, pong, []),
   Receiver ! {self(), ping},
   receive
       pong ->
           ping
   end.

pong() ->

   receive
       {Sender, ping} ->
           Sender ! pong
   end.

</syntaxhighlight>

Kommuniziert wird per Message Passing. Der Operator ! sendet eine Nachricht, die asynchron übertragen wird, d. h. der Prozess wartet nicht, bis die Nachricht empfangen wurde.

Mnesia

Einträge in der Mnesia-Datenbank (siehe oben) sind Erlang-Records (Records sind syntaktischer Zucker zum einfacheren Umgang mit großen Tupeln), sprich Tupel nach dem Muster {recordname,key,feld1,feld2,feld3}. Das erste Feld im Tupel muss der Tabellenname sein (bei Records ist das erste Feld im generierten Tupel der Name des Records), das zweite Feld ist die für relationale Datenbanken typische, eindeutige ID in der jeweiligen Tabelle. Beispiel:

<syntaxhighlight lang="erlang"> %% Shell-Sitzung % Record definieren rd(table1,{field1,field2}).

% Mnesia-Instanz erzeugen (Struktur im aktuellen Verzeichnis) mnesia:create_schema([node()]). % Mnesia-Server starten mnesia:start().

% Definiere Tabelle 'table1' mit den Feldern field1 und field2 (Wie der Record) mnesia:create_table(table1,[{attributes,record_info(fields,table1)}]).

% Definiere Transaktion, die einen Datensatz einfügt. F = fun() -> Record = #table1{ field1=helloWorld, field2=xyz }, mnesia:write(Record) end. % Das gleiche wie % F = fun() -> Record = {table1, helloWorld,xyz}, mnesia:write(Record) end.

% Führe atomare Transaktion aus. mnesia:transaction(F).

% Query-Transaktion. qlc:q() kompiliert eine Listenkomprehension, qlc:e() führt sie aus. G = fun() -> Query = qlc:q([X || X <- mnesia:table(table1)]), qlc:e(Query) end.

% Führe Transaktion aus. ListOfTuples ist eine Liste der Tupel, die die Anfrage erfüllen {atomic, ListOfTuples} = mnesia:transaction(G).

mnesia:stop(). </syntaxhighlight>

Prominente Anwendungen

AnyDesk – Fernwartungssoftware
CouchDB – Dokumentenorientierte Datenbank
ejabberd – XMPP-Server
RabbitMQ – AMQP Messaging Server
Riak – Datenbank
SimpleDB – Datenbank der Amazon Web Services
WhatsApp-Backend – Mobilfunk-Messenger
YXA – SIP Server
Zotonic – CMS/Framework

Kommerzieller Einsatz von Erlang

Erlang ist eine der wenigen funktionalen Programmiersprachen, die auch in der Industrie eingesetzt werden. Zu den bekannten Anwendern gehören:

Alteon/Bluetail/Nortel (verteiltes, fehlertolerantes E-Mail-System, SSL-Beschleuniger)
AnyDesk – Fernwartungssoftware
Cellpoint (Ortsbasierte mobile Dienste)
Corelatus (SS7 signalling black box).
Ericsson (AXD301-Switch)
Facebook (ejabberd-based Chat Engine)
Finnish Meteorological Institute (Datenerfassung und Echtzeitüberwachung)
GitHub (für RPC)<ref>github.com</ref>
IN Switch Solutions (ePIN elektronisches Zahlungssystem)
Mobilearts (GSM und UMTS-Dienste)
Motivity Telecom (SS7/ISDN Gateways)
Netkit Solutions (Netzwerktechniküberwachung & Operations-Support-Systeme)
Process-one (Kommerzialisiert den ejabberd XMPP Server)
Telekom Deutschland (Mobilfunkbetreiber)
Telia (Telekomdienstleister)
Tenerife Skunkworks (Online-Pokerserver)
Clustrx (HPC-OS)<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20111230022501

      | {{#ifeq: 20111230022501 | *
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       }}
  }}</ref>

WhatsApp (Mobiler Messenger via XMPP)<ref>blog.whatsapp.com</ref>
Tambur.io (WebSocket Messaging Gateway als Software as a Service)<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20150929201136

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                 }}}}}}}}{{#if:2024-12-10 09:31:08 InternetArchiveBot
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  }}</ref>

Discord (Echtzeit-Kommunikation)<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:Matt Nowack|Matt Nowack: }}{{#if:|{{#if:Using Rust to Scale Elixir for 11 Million Concurrent Users|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Using Rust to Scale Elixir for 11 Million Concurrent Users}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://discord.com/blog/using-rust-to-scale-elixir-for-11-million-concurrent-users%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Using Rust to Scale Elixir for 11 Million Concurrent Users}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://discord.com/blog/using-rust-to-scale-elixir-for-11-million-concurrent-users}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Using Rust to Scale Elixir for 11 Million Concurrent Users}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2019-05-17{{#if: 2025-04-18 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Literatur

Pavlo Baron: Erlang/OTP – Plattform für massiv-parallele und fehlertolerante Systeme. Open Source Press, München 2012, ISBN 978-3-941841-45-1

Weblinks

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Vorlage:Wikidata-Registrierung

www.erlang.org – Homepage von Open Source Erlang
erlangcentral.org – Erlang Community-Seite
Tim Pritlove: Erlang-Podcast auf CRE (März 2008)
24c3 – Konzeptionelle Einführung in Erlang (Video)
Programming Rules and Conventions
yaws.hyber.org – Homepage des „Yaws“-Webservers

Einzelnachweise

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