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Elixir入門第5回「Visualixirで見るマルチプロセス」2017/08/21 ver1.0作成

11. Elixirにおけるプロセス2. プロセスの起動3. メッセージ送受信4. 双方向のメッセージ送受信5. Visualixirでプロセスの可視化6. プロセス発生を観測してみる7. マルチコア／クラウド時代のプロセス指向目次

2１．Elixirにおけるプロセス

3１．ElixirにおけるプロセスOSErlang VMProcessProcessProcessspawnspawnsend/receiveErlang VMProcessOSElixirにおける「プロセス」は、一般的なプロセスというイメージよりは、スレッドに近いイメージです• ElixirにおけるプロセスはOSのプロセスでは無い• OSのプロセスとして起動する「Erlang VM」上で管理される軽量プロセスを指すhttp://elixir-ja.sena-net.works/getting_started/11.htmlsend/receivespawn

5２．プロセスの起動ElixirイメージをDockerで起動します新たなElixirプロジェクトを作成しますプロジェクトをビルドしますlib/pass.exを、お好きなエディタで以下の通り、書き換えますcd pass# iex -S mix> docker run --rm -v /c/piacere/code:/code -i -t trenpixster/elixir /bin/bash# mix new passdefmodule Pass dodef say( message "こんにちは。" ), do: IO.puts( message )end

6２．プロセスの起動ビルドし、通常の関数として実行すると、以下が表示されますこれが、spawnでプロセスを起動し、実行すると、以下のような、関数の実行結果としての表示と、プロセスのIDが表示されますiex> recompile()iex> Pass.sayこんにちは。:okiex> spawn( Pass, :say, [] )こんにちは。#PID<0.1805.0>第1引数：モジュール名第2引数：関数名 ※「:」を付ける第3引数：関数に渡す引数のリスト※参照：第14章 P162

7３．メッセージ送受信

8３．メッセージ送受信：受信プロセスの起動さきほどは、メッセージ表示するプロセスを起動しましたが、今度は、メッセージを待ち受け、メッセージを受信したら表示するプロセスを起動しますErlang VMconfirm#PID<0. 1768.0>iex#PID<0.209.0>,spawnsend(hello)hellorecieve

9３．メッセージ送受信：受信プロセスの起動さきほどは、メッセージ表示するプロセスを起動しましたが、今度は、メッセージを待ち受け、メッセージを受信したら表示するプロセスを起動します受信プロセスを起動しますdefmodule Pass do…def confirm() doreceive do{ true, message } ->IO.puts( "受信メッセージ'#{message}'。" )endIO.puts( "------ confirm() end ------" )end…iex> recompile()iex> pid = spawn( Pass, :confirm, [] )#PID<0.1768.0>※参照：第14章 P163

10３．メッセージ送受信：メッセージ送信受信プロセスのプロセスID宛に"hello"のメッセージを送信すると、受け取ったメッセージを表示し、受信プロセスは終了します受信プロセスは、一度受け取ると、プロセス終了するため、再送しても受信しませんiex> send( pid, { true, "hello" } )受信メッセージ'hello'。{true, "hello"}------ confirm() end ------iex> send( pid, { true, "hello" } ){true, "hello"}「受信メッセージ'hello'。」が表示されない※参照：第14章 P163～164

11３．メッセージ送受信：受信（再帰）繰り返し受信可能とするには、自身を再帰呼出しますこれで再送しても、毎回メッセージを受信し、表示しますdefmodule Pass do…def hear() doreceive do{ true, message } ->IO.puts( "受信メッセージ'#{message}'。再度メッセージを受け取れます。" )endhear()IO.puts( "------ hear() end ------" )…# iex -S mixiex> pid = spawn( Pass, :hear, [] )#PID<0.496.0>iex> send( pid, { true, "hello" } )受信メッセージ'hello'。再度メッセージを受け取れます。{true, “hello"}iex> send( pid, { true, “world" } )受信メッセージ‘world'。再度メッセージを受け取れます。{true, "world"}※参照：第14章 P164、166

12３．メッセージ送受信：受信のパターンマッチング受信プロセスは、第1引数として「true」のみ受け付けるパターンマッチングになっていますtrue以外を送信すると、メッセージの受け取りがされませんiex> pid = spawn( Pass, :hear, [] )#PID<0.387.0>iex> send( pid, { "hoge", "hello" } ){"hoge", "hello"}iex> send( pid, { :ok, "hello" } ){:ok, "hello"}defmodule Pass do…def hear() doreceive do{ true, message } ->IO.puts( "受信メッセージ'#{message}'。" )…受け取ったメッセージが表示されない受け取ったメッセージが表示されない

13４．双方向のメッセージ送受信

14４．双方向のメッセージ送受信メッセージ受信後に、送信元へメッセージを返却する、双方向のメッセージ送受信を行ってみますErlang VM:hear_after_say#PID<0.240.0>iex#PID<0.209.0>,spawnrecievesend(‘Yo,Yo’)send(これは{#message}の受信に対する返信です)Yo,Yoこれは’Yo,Yo’の受信に対する返信です

15４．双方向のメッセージ送受信メッセージ受信後に、送信元へメッセージを返却する、双方向のメッセージ送受信を行ってみますdefmodule Pass do…def hear_after_say() doreceive do{ sender_pid, message } ->IO.puts( "受信メッセージ'#{message}'。返信をご確認ください。" )send( sender_pid, { true, "これは'#{message}'の受信に対する返信です" } )endhear_after_say()IO.puts( "------ hear_after_say() end ------" )end…※参照：第14章 P163

16４．双方向のメッセージ送受信：受信後の返信確認受信プロセスにメッセージを送り、受信したメッセージが表示されるところまでは、これまでと同じですが、裏で返信をしています自分宛に返ってきた返信を確認してみましょうiex> recompile()iex> pid = spawn( Pass, :hear_after_say, [] )#PID<0.240.0>iex> send( pid, { self(), "Yo, Yo" } )受信メッセージ'Yo, Yo'。返信をご確認ください。{#PID<0.209.0>, "Yo, Yo"}返信先としての自分のPIDを渡しますiex> receive do { true, message } -> IO.puts message end「Yo, Yo」受信の返信:ok※参照：第14章 P163～164

17４．双方向のメッセージ送受信：返信確認②receive～を手入力する代わりに、confirm()を使って、自分宛に返ってきた返信を確認することもできますなお、confirm()は、もし返信が無かった場合、ずっと待ち続けてしまいますiex> send( pid, { self(), "hear to me." } )受信メッセージ'hear to me.'。返信をご確認ください。{#PID<0.209.0>, "hear to me."}iex> Pass.confirm()受信メッセージ'「hear to me.」受信の返信'------ confirm() end ------:okiex> recompile()iex> Pass.confirm… sendしないときは返信も無いため待ち続けてしまう※参照：第14章 P164

18４．双方向のメッセージ送受信：返信タイムアウトチェックから5秒間、返信無なら、タイムアウトさせますこれで返信が無くても、待ち続けないようになりますdefmodule Pass do…def confirm() doreceive do{ true, message } ->IO.puts( "受信メッセージ'#{message}'。" )after 5000 ->IO.puts( "Timeout..." )endIO.puts( "------ confirm() end ------" )…iex> recompile()iex> Pass.confirmTimeout...------ confirm() end ------:ok※参照：第14章 P165

19５．Visualixirでプロセスの可視化

20５． Visualixirでプロセスの可視化Visualixirは、Elixirのプロセスを可視化するツールですhttps://github.com/koudelka/visualixir顕微鏡で見る微生物のような不思議なUIで可視化されます

21githubからリポジトリをcloneして、ビルドした後、Visualixirを動かすPhoenixを起動しますブラウザで「http://localhost:4000/」を表示すると、Visualixirが表示されます５． Visualixirでプロセスの可視化# git clone https://github.com/koudelka/visualixir# mix deps.get && mix compile && npm install npm@2.1.17# elixir --sname visualixir --hidden -S mix phx.server[info] Running Visualixir.Endpoint with Cowboy using http://localhost:4000

22６．プロセス発生を観測してみる

23６．プロセス発生を観測してみるPassモジュールを繰り返しspawnするrepeat_spawn()にて、Visualixirでプロセスが増殖していく様を観察してみます別コンソールで、repeat_spawn()を以下のように起動し、Visualixir上でプロセスが増える様を見てみましょうiex> spawn( Pass, :repeat_spawn, [ 1 ] )defmodule Pass do…def repeat_spawn( count ) dospawn( Pass, :sample_process, [ 0 ] )Process.sleep( 500 )l_count = count + 1repeat_spawn( l_count )enddef sample_process( count ) doProcess.sleep( 100 )l_count = count + 1sample_process( l_count )endプロセスを生成し続けるため、再帰呼び出し生成されたプロセスは無限ループで生存させ続ける

24６．プロセス発生を観測してみるより高速にプロセスを増殖させてみましょう別コンソールで、repeat_spawn_nosleep()を起動すると、アッと言う間にVisualixir上がプロセスで埋め尽くされるのですが、その状態でも、PCはさほど重くなっていないことが驚きですiex> spawn( Pass, :repeat_spawn_nosleep, [ 1 ] )defmodule Pass do…def repeat_spawn_nosleep ( count ) dospawn( Pass, :sample_process, [ 0 ] )l_count = count + 1l_rem = rem( l_count, 10 )if l_rem == 0 do:timer.sleep( 1 )endrepeat_spawn_nosleep( l_count )end1/10msecのsleep

25７．マルチコア／クラウド時代のプロセス指向

26７．マルチコア／クラウド時代のプロセス指向今回は、Elixirのプロセスについてご説明しました並行分散のベースとなる、プロセスの生成と通信による組み立てが「そこまで難しく無いかも？」と思っていただけたら、この入門としては大成功です今後ますますマルチコアCPU／クラウドでの性能upが求められるのに対し、「いかに並行分散が簡単にスラスラ書けるか？」という点は、アプリ開発において最も重要となるでしょうElixirは、オブジェクトのようにプロセスを気軽に作り、通信も簡単なので、「プロセス指向」のプログラミングにたやすくシフトできますこうした機会をうまく捉え、仕事でも趣味でも、プログラミングライフをエンジョイしてください！

27ご清聴ありがとうございます

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