Erlang (langage) - Définition

Introduction

Erlang
Apparu en	1987
Auteur	Ericsson
Développeur	Ericsson
Dernière version	R13B04 [+/−]
Paradigme	Concurrent Fonctionnel
Typage	Dynamique Fort
Influencé par	Prolog
A influencé	Scala
Système d'exploitation	Multiplate-forme
Licence	Mozilla Public License
Site Web	erlang.org

Erlang, (d'après le nom du mathématicien Agner Erlang, mais aussi contraction d'Ericsson Language), est un langage fonctionnel concurrent, temps réel et distribué basé sur le modèle d'acteur. Il possède des fonctionnalités de tolérance aux pannes et de mise à jour du code à chaud permettant le développement d'applications à haute disponibilité.

Il a été créé par Ericsson qui l'utilise dans plusieurs de ses produits comme le commutateur ATM AXD 301. Depuis sa publication sous licence Open Source en 1998, Erlang est utilisé par d'autres entreprises qui développent des logiciels liés aux réseaux de télécommunications comme T-Mobile et Nortel. Il est aussi utilisé pour écrire le serveur XMPP ejabberd, le serveur HTTP Yaws ainsi que le logiciel de modélisation 3D Wings 3D. Il possède de nombreuses bibliothèques incluses dans la distribution de base et regroupées sous le nom de OTP (Open Telecom Platform), et peut s'interfacer avec d'autres langages comme Java ou C++.

Exemples

En Erlang, la fonction factorielle s'écrit sous sa forme récursive comme suit :

      -module(fact).      -export([fac/1]).            fac(0) -> 1;      fac(N) when N > 0 -> N * fac(N-1).      

L'algorithme de tri Quicksort avec une implémentation également récursive s'écrit sous cette forme en Erlang :

      %% quicksort:qsort(List)      %% Trie une liste d'éléments      -module(quicksort).      -export([qsort/1]).            qsort([]) -> [];      qsort([Pivot|Reste]) ->          qsort([ X || X <- Reste, X < Pivot]) ++ [Pivot] ++ qsort([ Y || Y <- Reste, Y >= Pivot]).      

Le code fait des appels récursifs à la fonction qsort jusqu'à ce que l'ensemble soit trié. L'expression [ X || X <- Reste, X < Pivot] peut se traduire par « Choisir l'ensemble des X tels que X est un membre de Reste et X est inférieur à Pivot ». L'opérateur ++ est celui de la concaténation entre les listes.

Les points faibles

• Une documentation bien structurée mais peu abondante, de par le relatif manque de popularité du langage
• Le traitement de données textuelles assez peu performant
• Une interface de développement très peu ergonomique en console

Points forts

Le partage de données par passage de message

Contrairement aux fils d'exécution dans des langages classiques tels Java ou C, les processus Erlang ne partagent pas de mémoire pour communiquer ce qui permet d'éviter les problèmes liés à la synchronisation. La transmission d'informations se fait uniquement par passage de messages. La primitive qui permet l'envoi d'un message est send, exprimée par !.

La syntaxe est la suivante :

      Pid ! Message      

dans lequel Pid est l'identité du processus destinataire et Message une expression quelconque.

À la différence d'autres langages concurrents comme Ada, l'envoi et la réception d'un message sont asynchrones en Erlang. Du point de vue de l'émetteur, l'envoi est instantané quel que soit l'état du destinataire. Le message est simplement remis dans la boîte aux lettres de ce dernier qui pourra le consommer au moment voulu. Cette propriété permet de découpler temporellement l'émetteur du receveur et ainsi de maximiser le niveau de concurrence dans le système tout en restant tolérant à la latence introduite par la communication dans un système distribué.

Gestion explicite du temps

Du fait de ses origines comme outil logiciel de télécommunications, Erlang permet la définition de contraintes de temps réel souple (soft real time), c'est-à-dire l'exécution d'une action à l'intérieur d'un temps déterminé. Erlang incorpore la gestion du temps dans la primitive de réception de message receive, dont la syntaxe est la suivante:

      receive          Message1 ->             Action1;          Message2 ->             Action2      after          Timeout ->             ActionTimeOut      end      

Le processus qui exécute le code ci-dessus attendra au plus, la valeur de l'expression Timeout. Si aucun message correspondant à Message1 ou Message2 n'est reçu par le processus d'ici là, il exécute alors l'action ActionTimeOut.

La programmation distribuée à base de nœud et de processus

Les processus Erlang s'exécutent dans une machine virtuelle. Plusieurs machines virtuelles possiblement situées sur différents ordinateurs peuvent être connectées entre elles et former les nœuds d'un système distribué. La communication entre processus localisés sur des nœuds différents utilise les mêmes primitives et possède la même sémantique que pour la communication entre processus du même nœud. Du point de vue du programmeur, la localisation d'un processus est transparente.

Les connexions entre nœuds sont dynamiques. Un nœud peut joindre et quitter le système (ou en être isolé par une panne) à n'importe quel moment. Cette caractéristique autorise la tolérance aux pannes par redondance et la montée en charge d'une application par ajout de nouveaux nœuds.

La richesse de l'environnement

Bâties sur le langage, les bibliothèques Open Telecom Platform (OTP) offrent des fonctionnalités de distribution des traitements et de supervision des nœuds très avancées, ainsi qu'une base de données répartie. L'accent est très clairement mis sur la tolérance aux pannes puisque le couple Erlang/OTP permet entre autres de :

• mettre à jour le code d'un programme sans arrêter celui-ci
• désigner des processus superviseurs qui suivront des instructions bien précises en cas d'arrêt des processus supervisés (redémarrage immédiat ou retardé, décompte du nombre d'erreurs avant de ne plus essayer de redémarrer le processus fautif, etc.)
• mettre en place une hiérarchie de supervision redondante et centralisée de telle sorte que l'application soit entièrement supervisée tout en répartissant la logique de supervision à chaque niveau.