相关module

涉及到kernel/io, kernel/user, kernel/application_master, stdlib/slave.

Erlang中的标准io接口

stdlib/io module, 为erlang中的标准的io接口模块,其io操作基于process实现, 如对文件, 标准输入输出等操作,都可以使用 此module进行处理(对于文件,file:open/2, 默认是使用io模块进行操作,除非指定raw选项).

使用io module具有一些好处:我们可以使用统一的接口对实现io操作; 其他的process也可以 访问被打开的io device; 在分布式环境中,可以进行基于Process Message机制的交互. 至于缺点,毫无疑问,就是可能导致性能下降, 比如对于file的操作,使用raw模式会更快.

关于group leader

一组process,可以组成一个group, 请注意这里的group和kernel中的 pg2, global, global_groupe等没有任何关系.

group leader可以理解成process的一个属性.我们可以通过erlang:process_info/1,可以查看process的group_leader 信息. group_leader对应的value为某个process pid.

每当我们spawn一个新的process时, 其都会继承parent的group_leader属性.

估计很多人会有疑问,group_leader有何作用呢?

process的io module相关的操作, 会转交给group_leader进行处理. 所以group_leader类似一个router, 其接受io module的 io_request请求,然后转发给相应的module进行处理.

对于io这方面的操作,很多语言可能是在运行时的内部进行实现支持. erlang在运行时之上又分离出group_leader这一层, 目的就是在分布式系统中, 我们可以通过重新设置process的group_leader,从而 达到重定向其io流的方向. 这个概念似乎和*unix中的"|", 重定向有点类似.

我们可以使用group_leader,实现分布式系统中, 节点io的重定向, 这样便于我们调试和记录一些信息.

erlang emulator启动时,init作为第一个process(通常编号为<0.0.0>), 是所有process的group_leader.

kenerl lib中user模块, 负责处理具体的io_request, 其可以在erlang shell输出数据, 可以从erlang shell读取数据,因此对于我们 本文所讲述的io_request, user是最顶层的group_leader.

application与group_leader

application创建的时候, 其默认的group_leader为user process, 在application对应的application master中,其设置group leader 为self, 但是app master同时保存原有的group leader即user.

application中所有的process的group leader都指向其的application master. 任意一个process的io request信息都会发送给app master.

注意,前面我们提过, app同时保存了旧的group leader, 在app master的loop中, 我们看到处理代码如下:

IoReq when element(1, IoReq) =:= io_request ->
  State#state.gleader ! IoReq,
  init_loop(Pid, Tag, State, Type);
....

其将io request消息,简单的发送给了old group leader, 也就是user. 这里这么做,我猜测可能是为了以后的某些功能.

使用io模块

我们经常调用io:format/1,2,3, 用来显示一些调试及提示信息, 那这个命令执行过程是怎么样的呢?

如果使用io:fromat/1,2, 没有指定io device, 那么default_output即是调用此函数process的group_leader(). 如果此process属于某个application,那么依据前面的知识,我们可以知道,消息的路线如下:

io:fromat/1,2 -> app master (group_leader) -> user

我们也可以使用io:format/3, 通过指定io device为user, 指定目标device. 那么消息的路线如下:

io:format(user, Msg, D) -> user

slave节点的io request

stdlib中的slave module,可以用来启动slave节点, slave module说明中有下面的描述:

All TTY output produced at the slave will be sent back to the master node. File I/O is done via the master.

这里是如何实现的呢?

比如我们的master节点通过ssh启动slave节点, 其参数中,有一个 -master 选项,其设置为master node()(具体参看stdlib/slave.erl),  当远程的slave节点的erlang emulator启动时, user_sup module判断 -master 如果设置, 则不会创建一个新的user process, 其获取master的user pid, 然后注册成本地user name指向master的user pid.

具体代码如下(user_sup.erl):

case get_user() of
   ...
   {master, Master} ->
       Pid = start_slave(Master),
       {ok, Pid, Pid};
   ...

start_slave(Master) ->
   case rpc:call(Master, erlang, whereis, [user]) of
       User when is_pid(User) ->
           spawn(?MODULE, relay, [User]);
   _ ->
       ...
   end.

relay(Pid) ->
   register(user, self()),
   relay1(Pid).

relay1(Pid) ->
   receive
       X ->
           Pid ! X,
   relay1(Pid)
   end

在relay1的loop中,任何io request及其他消息,只是简单的交给远程的master进行处理.

一个简单的例子

东拉西扯,说了很多东西,可能比较模糊. 让我们举一个简单的例子, 希望可以让你的思路更加清晰.

我们在本地,启动两个node foo, bar, 将Node bar的group leader设置为foo的user, 看看效果:

foo:

erl -sname foo
(foo@cheng)1>

bar:

erl -sname bar
(bar@cheng)1> net_kernel:connect_node('foo@cheng').
true
(bar@cheng)2> [Foo] = nodes().
['foo@cheng']
(bar@cheng)3> User = rpc:call(Foo, erlang, whereis, [user]).
<5268.28.0>
(bar@cheng)4> group_leader(User, self()).

此时,在foo的shell发生了变化: foo:

(foo@cheng)1> true

这个就是bar节点上调用group_leader/2的返回值:true.

好了, 现在bar的erlang shell 所在process的group leader已经设置为bar的user process. 让我们调用io module输出一些信息:

bar:

(bar@cheng)5> io:format("hello, i'm ~p~n", [self()]).

foo显示信息:

(foo@cheng)1> hello, i'm <5230.35.0>
(foo@cheng)1> ok

其中<5230.35.0>为bar中shell process的pid. 下面的ok,是在bar中调用io:format/2后的输出. 我们在bar中的标准输出,现在已经传输到foo中.

那么有没有什么方法,可以让输出显示在bar中呢? 当然可以!

bar:

(bar@cheng)6> io:format(user, "please show in the bar~n", []).
please show in the bar
ok

我们通过指定io device为local user, 来使io request显示在本地.

小提示

可以通过设置group leader来实现io request重定向, 在记录日志,调试系统方面具有一定的作用.

一点问题:io reqeust采用request-reponse的方式进行交互, 发送的消息随后会等待应答, 比如调用 io:format返回的ok, 即是应答.

参考

http://mryufeng.iteye.com/blog/271706