Concurrencia en OTP

GenServer

Un servidor OTP es un módulo con el comportamiento GenServer que implementa un conjunto de callbacks. En el nivel mas básico un GenServer es un proceso único que ejecuta un ciclo que maneja un mensaje por iteración pasando a lo largo un estado actualizado.

Para demostrar el API de GenServer implementaremos una cola básica para almacenar y recuperar valores.

Para empezar nuestro GenServer necesitamos empezar y manejar la iniciación. En la mayoría de los casos vamos a querer enlazar un proceso entonces usamos GenServer.start_link/3. Cuando iniciamos el GenServer le pasamos argumentos iniciales y un conjunto de opciones. Los argumentos serán pasados a GenServer.init/1 el cual establece el estado inicial. En nuestro ejemplo los argumentos serán nuestro estado inicial:

defmodule SimpleQueue do
  use GenServer

  @doc """
  Start our queue and link it.  This is a helper function
  """
  def start_link(state \\ []) do
    GenServer.start_link(__MODULE__, state, name: __MODULE__)
  end

  @doc """
  GenServer.init/1 callback
  """
  def init(state), do: {:ok, state}
end

Funciones síncronas

Frecuentemente es necesario interactuar con GenServers de un modo síncrono, llamando a una función y esperando su respuesta. Para manejar peticiones síncronas necesitamos implementar el callback GenServer.handle_call/3 el cual toma la petición, el PID de quien llama a la función y el estado existente. Este espera responder con una tupla de la siguiente forma {:reply, response, state}.

Con concurrencia de patrones podemos definir callbacks para diferentes peticiones y estados. Una lista completa de valores aceptados puede encontrarse en la documentación GenServer.handle_call/3.

Para demostrar las peticiones síncronas vamos a agregar la habilidad de mostrar nuestra cola y eliminar valores:

defmodule SimpleQueue do
  use GenServer

  ### GenServer API

  @doc """
  GenServer.init/1 callback
  """
  def init(state), do: {:ok, state}

  @doc """
  GenServer.handle_call/3 callback
  """
  def handle_call(:dequeue, _from, [value | state]) do
    {:reply, value, state}
  end

  def handle_call(:dequeue, _from, []), do: {:reply, nil, []}

  def handle_call(:queue, _from, state), do: {:reply, state, state}

  ### Client API / Helper functions

  def start_link(state \\ []) do
    GenServer.start_link(__MODULE__, state, name: __MODULE__)
  end

  def queue, do: GenServer.call(__MODULE__, :queue)
  def dequeue, do: GenServer.call(__MODULE__, :dequeue)
end

Vamos a iniciar nuestra SimpleQueue y probar la funcionalidad dequeue:

iex> SimpleQueue.start_link([1, 2, 3])
{:ok, #PID<0.90.0>}
iex> SimpleQueue.dequeue
1
iex> SimpleQueue.dequeue
2
iex> SimpleQueue.queue
[3]

Funciones asíncronas

Las peticiones asíncronas son manejadas con el callback handle_cast/2. Este trabaja de forma similar a handle_call/3 pero no recibe a quien hace la llamada y no se espera que haya una respuesta.

Implementaremos nuestra funcionalidad de desencolado para que sea asíncrona, actualizando la cola pero no bloqueando la ejecución actual.

defmodule SimpleQueue do
  use GenServer

  ### GenServer API

  @doc """
  GenServer.init/1 callback
  """
  def init(state), do: {:ok, state}

  @doc """
  GenServer.handle_call/3 callback
  """
  def handle_call(:dequeue, _from, [value | state]) do
    {:reply, value, state}
  end

  def handle_call(:dequeue, _from, []), do: {:reply, nil, []}

  def handle_call(:queue, _from, state), do: {:reply, state, state}

  @doc """
  GenServer.handle_cast/2 callback
  """
  def handle_cast({:enqueue, value}, state) do
    {:noreply, state ++ [value]}
  end

  ### Client API / Helper functions

  def start_link(state \\ []) do
    GenServer.start_link(__MODULE__, state, name: __MODULE__)
  end

  def queue, do: GenServer.call(__MODULE__, :queue)
  def enqueue(value), do: GenServer.cast(__MODULE__, {:enqueue, value})
  def dequeue, do: GenServer.call(__MODULE__, :dequeue)
end

Vamos a probar nuestra nueva funcionalidad:

iex> SimpleQueue.start_link([1, 2, 3])
{:ok, #PID<0.100.0>}
iex> SimpleQueue.queue
[1, 2, 3]
iex> SimpleQueue.enqueue(20)
:ok
iex> SimpleQueue.queue
[1, 2, 3, 20]

Para mas información revisa la documentación oficial GenServer.

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