Skip to content

Erlang Шпаргалка

Функциональный язык, ориентированный на конкурентность, на VM BEAM, созданный для отказоустойчивых распределённых систем.

01

Основы

Hello World и модули

Каждый файл Erlang — модуль, объявленный -module(name). Экспортируемые функции перечисляются -export([name/arity]). Арность (число аргументов) — часть идентичности функции — greet/0 и greet/1 различны. Компилируйте через c(Module).

erlang
% hello.erl
-module(hello).
-export([greet/1, greet/0]).

greet() ->
    greet("World").

greet(Name) ->
    io:format("Hello, ~s!~n", [Name]).

% Compile & run in the shell:
%   c(hello).
%   hello:greet("Alice").   %=> Hello, Alice!

Переменные и атомы

Переменные начинаются с заглавной (или _) и однократно привязываемы. Повторный матч привязанной переменной — утверждение: X = X+1 вызывает badmatch. Атомы — именованные константы со строчной, сравниваются по идентичности.

erlang
Name = "Alice".        % variables start with uppercase
Age = 30.               % bound once — single assignment!
% Age = 31.             % ** exception error: no match of RHS

% Atoms start with lowercase (or are quoted)
ok.                    % the ok atom (common return value)
error.                 % another atom
'This is an atom'.     % quoted atom with spaces

true, false, undefined % built-in atoms

% Pattern matching binds and asserts
{ok, Result} = {ok, 42}.   % Result = 42
{error, _} = {error, badarg}.  % _ matches and discards

Кортежи и записи

Кортежи — контейнеры фиксированного размера вида {a,b,c}. Записи — кортежи с именованными полями, объявляемые -record. Обновление поля создаёт новую запись (неизменяемые данные). Первый элемент по соглашению — атом-тег.

erlang
% Tuples (fixed-size, positional)
Point = {point, 3, 4}.
{point, X, Y} = Point.      % X=3, Y=4
element(2, Point).          %=> point

% Records (syntactic sugar over tuples)
-record(person, {name, age, city = "Unknown"}).

P = #person{name = "Alice", age = 30}.
P#person.name.              %=> "Alice"
P2 = P#person{age = 31}.    % update field
{person, Name, Age, _} = P. % underlying tuple

Списки и генераторы списков

Списки — односвязные, строятся через [Head|Tail]. ++ конкатенирует (O(n) слева), -- удаляет элементы. Генераторы [Expr || Квалификатор1, ...] поддерживают генераторы (X <- List) и фильтры (булевы выражения).

erlang
[1,2,3] ++ [4,5].          %=> [1,2,3,4,5]  (append)
[1,2,3] -- [2].            %=> [1,3]        (subtract)
hd([1,2,3]).               %=> 1            (head)
tl([1,2,3]).               %=> [2,3]        (tail)

% Pattern matching on lists
[Head | Tail] = [1,2,3].   % Head=1, Tail=[2,3]
[A,B|Rest] = [1,2,3,4].    % A=1, B=2, Rest=[3,4]

% List comprehensions
[ X*2 || X <- [1,2,3,4] ].          %=> [2,4,6,8]
[ X || X <- [1..10], X rem 2 =:= 0 ]. % evens: [2,4,6,8,10]
[ {A,B} || A <- [1,2], B <- [a,b] ]. % cartesian product

Функции и сопоставление

Функции — несколько клауз через ;. Клаузы пробуются по порядку; первая с подходящим паттерном И guard'ом используется. Тегированные кортежи {ok, Val} / {error, Reason} сигнализируют успех/провал без исключений.

erlang
-module(math_tools).
-export([factorial/1, fib/1, classify/1]).

% Multiple clauses selected by pattern matching
factorial(0) -> 1;
factorial(N) when N > 0 -> N * factorial(N - 1).

% Fibonacci with guards
fib(0) -> 0;
fib(1) -> 1;
fib(N) when N > 1 -> fib(N-1) + fib(N-2).

% Tagged returns (common Erlang idiom)
classify(X) when X < 0  -> {negative, X};
classify(0)             -> zero;
classify(X) when X > 0  -> {positive, X}.

Maps

Maps (с R17) — словари ключ-значение. => для установки/вставки, := для обновления (ключ должен существовать). В pattern matching разрешён только :=. maps:get/2 бросает badarg при отсутствии ключа; maps:get/3 возвращает значение по умолчанию.

erlang
% Create
M = #{ name => "Alice", age => 30, role => admin }.

% Lookup
maps:get(name, M).              %=> "Alice"
maps:get(city, M, "Unknown").   % default if missing
{ok, V} = maps:find(age, M).    %=> {ok, 30}

% Update / add (immutable — returns new map)
M2 = M#{ age => 31, city => "Paris" }.

% Pattern match on maps
#{ name := N } = M.            % N = "Alice"  (:= for matching, => for setting)
#{ age := A, role := R } = M.
02

Сопоставление и охрана

Сопоставление в головах функций

Erlang выбирает клаузу, сопоставляя аргументы сверху вниз. Паттерны могут связывать переменные, утверждать равенство с литералами и игнорировать поля через _. Тот же механизм для receive, case и =.

erlang
% Select clause by structure of argument
handle({ping, From}) -> From ! pong;
handle({echo, Msg})  -> Msg;
handle({add, A, B})  -> A + B;
handle(stop)         -> bye.

% Tuple destructuring
-record(rect, {w, h}).
area(#rect{w=W, h=H}) -> W * H.

% List patterns with literal values
greet_first([H|_]) -> io:format("Hi ~p~n", [H]);
greet_first([])    -> ok.

Выражения case

case вычисляет выражение и сравнивает с последовательностью паттернов. Каждая клауза может иметь guard. Стандартный инструмент потока управления, когда ветвление зависит от вычисленного значения. Всегда включайте клаузу _.

erlang
classify_file(Size) ->
    case Size of
        0              -> empty;
        N when N < 1024 -> small;
        N when N < 1048576 -> medium;
        _              -> large
    end.

% Matching on tagged tuples
Result = case file:read_file("a.txt") of
    {ok, Bin} -> {ok, binary_to_list(Bin)};
    {error, enoent} -> {error, missing};
    {error, Reason} -> {error, Reason}
end.

Охрана (guards)

Guards ограничивают, когда клауза совпадает. Они ограничены известным набором BIF, чтобы всегда завершаться без побочных эффектов. Запятая = И, точка с запятой = ИЛИ. Предпочитайте pattern matching guards'ам.

erlang
% Guards go after 'when' and may use built-in guard tests (BIFs)
max(A, B) when A >= B -> A;
max(_, B)             -> B.

% Multiple guard tests: ',' = AND, ';' = OR
classify(N) when N > 0, N < 100 -> in_range;
classify(N) when N =< 0; N >= 100 -> out_of_range.

% Allowed guard BIFs include comparison, arithmetic, type tests:
% is_integer/1, is_atom/1, is_list/1, is_map/1,
% length/1, map_size/1, abs/1, element/2, hd/1, tl/1
% (No user functions — guards must be side-effect free and terminate!)

Битовый синтаксис и бинарные

Битовый синтаксис << Seg1, Seg2, ... >> упаковывает/распаковывает бинарники по битовым полям. Каждый сегмент — Value:Size/TypeSpecifier. Это делает Erlang исключительно хорошим для разбора сетевых протоколов и форматов файлов.

erlang
% Pack a 16-bit length + 8-bit type + payload
Bin = << Length:16, Type:8, Payload/binary >>.

% Unpack with the same pattern
<< L:16, T:8, Rest/binary >> = Bin.

% Bit fields & endianness
<< N:32/big-unsigned-integer >> = <<0,0,1,1>>.   % N = 261
<< N:32/little-signed-integer >>  = <<1,0,0,0>>. % N = 1

% IPv4 header parsing example
<< Version:4, IHL:4, _TOS:8, TotalLen:16,
   _/binary >> = Packet.
03

Конкурентное программирование

spawn — запуск процесса

spawn(M,F,A) создаёт новый процесс BEAM — лёгкий зелёный поток с собственным кучей и почтовым ящиком. Процессы не разделяют память и общаются только передачей сообщений. BEAM может выполнять десятки миллионов процессов; каждый ~2-3 КБ.

erlang
% spawn/3 starts a new lightweight process
Pid = spawn(Module, Function, ArgsList).
Pid = spawn(fun() -> timer:sleep(1000), io:format("done~n") end).

% Every process has a PID; processes share NO memory
% (BEAM processes are NOT OS threads — millions are possible)

% self() returns the current process's PID
io:format("I am ~p~n", [self()]).

% is_process_alive/1 checks liveness
case is_process_alive(Pid) of
    true  -> ok;
    false -> {error, dead}
end.

send (!) — передача сообщений

Pid ! Msg асинхронно отправляет сообщение в почтовый ящик получателя. Доставка гарантирована, порядок сохраняется между одной парой. ! возвращает сообщение, позволяя широковещание. Процессы можно регистрировать под именем-атомом.

erlang
% Send a message: Pid ! Message
Pid ! {hello, self()}.
Pid ! ping.
Pid ! {compute, 1, 2, 3}.

% ! always returns the message itself, so you can broadcast:
[ P ! broadcast || P <- AllPids ].

% Send to a registered process (by atom name)
registered_name ! {request, Ref, self()}.

% Register / unregister a name for a PID
register(server, Pid).
unregister(server).
whereis(server).   %=> Pid | undefined

receive — сообщения через сопоставление

receive сканирует почтовый ящик по порядку для первого совпадающего сообщения; иначе приостанавливается. Клауза after задаёт таймаут (0 = неблокирующе, infinity = вечно). Распространённый шаблон сервера — хвостовая рекурсия loop(), вызывающая себя.

erlang
% receive blocks until a matching message arrives
loop() ->
    receive
        {ping, From} ->
            From ! pong,
            loop();
        {echo, Msg} ->
            io:format("echo: ~p~n", [Msg]),
            loop();
        stop ->
            ok
    end.

% receive with a timeout
receive
    {data, X} -> process(X)
after 5000 ->
    {error, timeout}
end.

% Flush mailbox (drain all messages)
flush() ->
    receive _ -> flush() after 0 -> ok end.

Селективный и неселективный receive

receive селективен: ищет первое совпадающее сообщение, даже если есть более старые. Идеально для выбора конкретного ответа (с уникальным Ref), но несовпадающие сообщения накапливаются. gen_server избегает этого.

erlang
% Selective receive: skips non-matching messages
get_reply(Ref) ->
    receive
        {Ref, Reply} -> Reply       % only matches the reply with our Ref
    after 5000 ->
        {error, timeout}
    end.

% Problem: other messages stay in the mailbox, slowing future receives.
% For high-throughput servers use a selective receive library or
% gen_server (which keeps its mailbox clean).

% Non-selective (drain in order):
drain_all() ->
    receive
        Msg -> [Msg | drain_all()]
    after 0 ->
        []
    end.

Запрос / ответ с ссылками

Шаблон call сопоставляет каждый запрос с уникальной ссылкой (make_ref/0). Клиент отправляет {call, Ref, self(), Request} и ждёт ответ с тем же Ref — позволяет выбрать свой ответ из другого трафика в ящике. Основа gen_server:call.

erlang
% Client: send a tagged request, await the matching reply
call(Server, Request) ->
    Ref = make_ref(),
    Server ! {call, Ref, self(), Request},
    receive
        {Ref, Reply} -> Reply
    after 5000 ->
        exit(timeout)
    end.

% Server side:
handle({call, Ref, From, Request}, State) ->
    Reply = do_work(Request),
    From ! {Ref, Reply},
    State.

Хвостовая рекурсия и цикл сервера

Процессы BEAM хранят состояние через хвостовую рекурсию: цикл вызывает себя с новым состоянием как последнее выражение, не растя стек. Каждая клауза receive завершается хвостовым вызовом loop/1 с обновлённым состоянием.

erlang
% A counter server — each message mutates state via recursion
start_counter(Init) -> spawn(fun() -> counter_loop(Init) end).

counter_loop(N) ->
    receive
        inc      -> counter_loop(N + 1);
        dec      -> counter_loop(N - 1);
        {get, From} -> From ! {value, N}, counter_loop(N);
        reset    -> counter_loop(0)
    end.

% Caller:
Pid = start_counter(0).
Pid ! inc.
Pid ! {get, self()}.
receive {value, V} -> io:format("count = ~p~n", [V]) end.
05

OTP gen_server (кратко)

Каркас behaviour gen_server

Реализация -behaviour(gen_server) заставляет компилятор проверять все необходимые колбэки. Состояние проходит через init/1 -> handle_call/3 (синхр.) / handle_cast/2 (асинхр.) -> terminate/2. {local, Name} позволяет вызывать по атому.

erlang
-module(counter).
-behaviour(gen_server).
-export([start_link/0, inc/0, get/0]).
-export([init/1, handle_call/3, handle_cast/2,
         handle_info/2, terminate/2, code_change/3]).

start_link() -> gen_server:start_link({local, ?MODULE}, ?MODULE, 0, []).
inc()        -> gen_server:cast(?MODULE, inc).
get()        -> gen_server:call(?MODULE, get).

init(N)              -> {ok, N}.
handle_call(get, _F, N)  -> {reply, N, N}.
handle_cast(inc, N)      -> {noreply, N + 1}.
handle_info(_, N)        -> {noreply, N}.
terminate(_, _)          -> ok.
code_change(_, N, _)     -> {ok, N}.

call vs cast

call синхронный и блокирует вызывающего до ответа сервера (или таймаута 5с). cast асинхронный и всегда сразу возвращает ok. call основан на шаблоне запрос/ответ со ссылкой.

erlang
% Synchronous call — waits for reply, crashes on server death
{ok, Value} = gen_server:call(Server, {get, Key}).

% Asynchronous cast — fire and forget
ok = gen_server:cast(Server, {put, Key, Value}).

% Call supports timeout and monitor under the hood:
gen_server:call(Server, Req, 5000).

% Server replies in handle_call:
handle_call({get, Key}, From, State) ->
    {reply, maps:get(Key, State), State}.

% handle_cast never replies:
handle_cast({put, K, V}, State) ->
    {noreply, maps:put(K, V, State)}.

handle_info и другие колбэки

handle_info/2 ловит все non-call/cast сообщения — Pid ! Msg, 'DOWN', таймауты, данные сокета. terminate/2 освобождает ресурсы (не гарантировано при жёстком kill). code_change/3 включает знаменитое горячее обновление кода.

erlang
% handle_info/2 handles messages NOT from call/cast:
%   - plain messages from other processes (Pid ! Msg)
%   - 'DOWN' messages from monitors
%   - timeouts sent by gen_server:start(..., Timeout)
handle_info({'DOWN', Ref, process, Pid, Reason}, State) ->
    io:format("monitored ~p died: ~p~n", [Pid, Reason]),
    {noreply, State};
handle_info({tcp, Socket, Data}, State) ->
    %% handle incoming socket data
    {noreply, State};
handle_info(Info, State) ->
    {noreply, State}.

% terminate/2 runs on shutdown — close fds, flush, etc.
terminate(Reason, State) ->
    io:format("shutting down: ~p~n", [Reason]),
    ok.

% code_change/3 enables hot code upgrade.
code_change(_OldVsn, State, _Extra) -> {ok, State}.

Структура приложения (OTP)

Приложение OTP — самодостаточный компонент с .app, описывающим модули, зависимости и входной модуль (mod). start/2 возвращает PID корневого супервизора. Релизы упаковывают приложения в исполняемую систему.

erlang
% myapp.app — application resource file
{application, myapp,
 [{description, "Demo app"},
  {vsn, "1.0.0"},
  {modules, [myapp_app, myapp_sup, counter]},
  {registered, [myapp_sup]},
  {applications, [kernel, stdlib]},
  {mod, {myapp_app, []}},
  {env, [{port, 4000}]}
 ]}.

% myapp_app.erl — application behaviour
-module(myapp_app).
-behaviour(application).
-export([start/2, stop/1]).
start(_StartType, _StartArgs) -> myapp_sup:start_link().
stop(_State) -> ok.

% Start everything:
%   application:start(myapp).
% Or with release:  erl -eval 'application:ensure_all_started(myapp)'

Was this helpful?