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Adaptado desta questão no stack overflow internacional, cuja resposta é da minha autoria.

O código seguinte foi dado numa aula. Testámos o código, mas não entendi bem como funciona. Como é que este código cria vários processos, e como é que eles interagem entre si?

-module(pingpong).
-compile(export_all).

start_pong() ->
    register(pong, spawn(pingpong,pong,[])).

pong() ->
    receive
        finished ->
            io:format("Pong finished ~n");
        {ping, Ping_Pid} ->
            io:format("i am the receiver ~n"),
        Ping_Pid ! pong,
        pong()
end.

start_ping(Pong_Node) ->
    spawn(pingpong, ping, [3, Pong_Node]).

ping(0, Pong_Node) ->
    {pong, Pong_Node} ! finished,
    io:format("Pong finished ~n");

ping(N, Pong_Node) ->
    {pong, Pong_Node} ! {ping, self()},
    receive
        pong ->
            io:format("i am the sender ~n")
    end,
    ping(N-1,Pong_Node).

1 Resposta 1

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Comecemos por ver as duas primeiras linhas.

-module(pingpong).
-compile(export_all).

A primeira é a declaração do módulo. O seu argumento é um átomo (uma palavra sem aspas, em letra minúscula) que representa o nome dado ao módulo. Adaptado de Learn You Some Erlang:

-module(Name).
Este é sempre o primeiro atributo (e primeira frase) de um ficheiro, e com bom motivo: é o nome do módulo atual, onde Name é um átomo. Este é o nome que irá usar para chamar funções a partir de outros módulos. As chamadas são feitas da forma M:F(A), onde M é o nome do módulo, F é a função, e A os argumentos desta.

A segunda frase diz ao compilador para tornar públicas todas as funções definidas no módulo, ou seja, toda a função F que escrever neste módulo poderá ser chamada a partir do exterior, com pingpong:F. Isto simplifica o processo de aprendizagem, mas, em geral, não é boa prática tornar todas as funções públicas. Em vez disso, enumere cada função que pretende exportar.


Vejamos agora as funções definidas.

start_pong() ->
    register(pong, spawn(pingpong,pong,[])).

Este é possivelmente o ponto de entrada para o seu código. Compile o módulo, e comece por chamar pingpong:start_pong(). na consola Erlang, numa instância da máquina virtual (um nodo). O que esta função faz é registar o nome pong como identificador para um novo processo que irá ser criado, com spawn.

Portanto, spawn cria processos Erlang. spawn é uma função built-in (BIF), e por isso não requer que se escreva o nome do módulo no prefixo. Os seus argumentos são spawn(Modulo, Funcao_Exportada, Lista_de_Argumentos), como visto na documentação.
Voltando a start_pong, o que ela realmente faz é criar um processo que correrá a função pong deste módulo, sem argumentos, e chamar a este processo pong.


pong() ->
    receive
        finished ->
            io:format("Pong finished ~n");
        {ping, Ping_Pid} ->
            io:format("i am the receiver ~n"),
            Ping_Pid ! pong,
            pong()
    end.

O novo processo de start_pong vai correr esta função. Todo o processo Erlang tem a sua própria caixa de correio. Os processos comunicam entre si deixando mensagens nas caixas de outros. As mensagens podem ser praticamente qualquer coisa, quaisquer dados.

O novo processo entra no bloco receive, que lhe diz para pesquisar mensagens na sua caixa de correio, ou para esperar até que haja alguma. Depois usa pattern matching para encontrar a ação correspondente à mensagem recebida. Se está habituado a linguagens imperativas comuns, pode ver isto quase como um switch.

Se o processo tiver uma mensagem composta pelo átomo finished, ele imprime "Pong finished" na consola e termina. Se o processo tiver uma mensagem que é um par composto pelo átomo ping e um identificador de processo (pid - todo o processo tem o seu), então irá executar o código restante desta função.

O Ping_Pid, começado por letra maiúscula, diz ao Erlang para guardar numa variável com este nome qualquer que seja o valor que vem no segundo elemento da mensagem. Neste caso, apenas esperamos um pid.
Quando entra neste caso, imprime "i am the receiver" e envia uma mensagem com o átomo pong para o processo identificado pelo Ping_Pid - é esta a utilidade do operador !. Por fim, a função chama-se recursivamente, para voltar a ir à caixa de correio.


A próxima coisa que escreverá na consola, provavelmente noutra instância da máquina virtual, será a chamada a start_ping.

start_ping(Pong_Node) ->
    spawn(pingpong, ping, [3, Pong_Node]).

Como visto antes, o que isto faz é criar um novo processo, que irá correr a função ping com argumentos 3 e Pong_Node, em que o segundo é o nodo onde o primeiro processo está a correr.

ping(0, Pong_Node) ->
    {pong, Pong_Node} ! finished,
    io:format("Pong finished ~n");

ping(N, Pong_Node) ->
    {pong, Pong_Node} ! {ping, self()},
    receive
        pong ->
            io:format("i am the sender ~n")
    end,
    ping(N-1,Pong_Node).

Esta função está definida em dois casos (repare que a primeira definição de ping termina com ;, em vez de . - isto diz ao Erlang que ainda há mais para completar a definição desta função).

A função é chamada com 3 como primeiro argumento. Como 3 não equivale a 0, o processo executa o segundo caso, com N como argumento.

Este processo envia o par {ping, self()} ao processo dado por {pong, Pong_Node}, que segue a síntaxe {nome_registado, nome_do_nodo}. A função self() é usada para obter o pid do processo atual. Depois disto, o processo espera resposta, e repete este ciclo, enquanto N for maior que zero.

Quando N chega a zero, o primeiro caso é executado, enviando finished ao {pong, Pong_Node}, e terminando execução.


Se achar esta explicação incompleta, pode também dar uma olhada no tutorial, que explica este mesmo programa.

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