模块 06查看课程目录

00起跑线：两门语言，一台机器 01先建立 BEAM 心智模型 02Elixir 基础：让数据流过函数 03Erlang 基础：读懂 BEAM 的母语 04两种语法，一套语义 05从裸进程理解并发 06从手写循环推导 OTP 07监督树与应用 08状态、吞吐与背压 09分布式与可运维性 10Erlang ↔ Elixir 互操作 11综合项目：可靠任务调度器

OTP中级ElixirErlangOTP

从手写循环推导 OTP

GenServer 不是“放状态的盒子”，而是一套经过约束的协议。

5检查点

7 小时预计完成

为什么先学这个

先修正心智模型，再增加 API

OTP behaviour 把经过反复验证的消息循环、系统消息、调试与升级钩子统一起来。它减少样板，但不会替你决定 API、状态归属、背压和超时策略。

学完你能做到

可验证的学习目标

能区分客户端 API 与 callback 实现
能为一致性要求选择 call 或 cast
能把长期进程正确放进监督树

前置知识

完成裸进程章节
写过 request/reply 协议

最小心智模型

先抓住三个词

behaviour

一组 callback 合约。实现模块遵守合约，通用运行框架负责循环、系统消息与调试。

call

同步请求。调用者等待 reply，天然形成等待，但并不等同于完整背压。

cast

异步消息。调用者不知道是否已处理，过量 cast 可能让 mailbox 无界增长。

双语代码桥

先对齐协议，再看标点

客户端函数隐藏消息形状；callback 只处理协议。两边的返回 tuple 语义一一对应。

Elixir

defmodule KV do
  use GenServer

  def start_link(opts), do: GenServer.start_link(__MODULE__, %{}, opts)
  def get(server, key), do: GenServer.call(server, {:get, key})
  def put(server, key, value), do: GenServer.call(server, {:put, key, value})

  @impl true
  def init(state), do: {:ok, state}

  @impl true
  def handle_call({:get, key}, _from, state),
    do: {:reply, Map.fetch(state, key), state}

  def handle_call({:put, key, value}, _from, state),
    do: {:reply, :ok, Map.put(state, key, value)}
end

Erlang

-module(kv).
-behaviour(gen_server).
-export([start_link/0, get/2, put/3]).
-export([init/1, handle_call/3]).

start_link() -> gen_server:start_link(?MODULE, #{}, []).
get(Server, Key) -> gen_server:call(Server, {get, Key}).
put(Server, Key, Value) ->
  gen_server:call(Server, {put, Key, Value}).

init(State) -> {ok, State}.
handle_call({get, Key}, _From, State) ->
  {reply, maps:find(Key, State), State};
handle_call({put, Key, Value}, _From, State) ->
  {reply, ok, State#{Key => Value}, State}.

LAB

可运行实验

cast 为什么不是免费吞吐

约 15–25 分钟

把 put 改为 cast，然后快速发送十万条更新。观察 mailbox 与响应性，而不是只看发送循环有多快。

01
暴露 `put_async/3` 使用 cast
02
批量发送大量更新
03
并行调用一个同步 get，记录延迟和 message_queue_len

在终端 / shell 中运行

:erlang.process_info(pid, :message_queue_len)

预期观察

发送者很快结束不代表服务端已完成
同步 get 可能排在大量 cast 后面

故意弄坏

在 handle_cast 中加入慢 I/O，继续提升发送速率。观察 mailbox 是否持续增长。

这个实验能证明

异步 API 会把等待从调用者转移到服务端队列。

这个实验不能证明

单机压测不能给出生产安全阈值；调度器、消息大小和外部 I/O 都会改变结果。

快速自测

下面哪个理由最适合使用 cast？

本章挑战

双语限流任务队列

任选一种语言写公开 API，另一种语言写 worker。最多并发 N 个任务，超出部分进入有界队列，满时返回 `busy`。

提示 1轻推一下

长期状态由一个进程拥有，但任务本身用独立进程执行。

提示 2缩小问题

用 monitor 回收 worker 完成与崩溃。

提示 3接近实现

不要让 API 静默接受无限任务。

提示 4用验收标准反推

从下面每一条验收标准倒推一个最小测试。若某条无法写成测试，先把表述改成可观察结果。

完成标准

并发数与队列长度都有上限
worker 崩溃不会丢失容量计数
拒绝策略对调用者可见

带走这三句话

复习卡

1behaviour 固定循环合约，不替代业务协议设计。
2客户端 API 应隐藏消息格式。
3cast 把压力移进 mailbox；过载策略仍需显式设计。

继续核对

本章一手资料

Elixir GenServer Erlang gen_server