你将如何在 C++ 中实现类似 Erlang 的发送和接收？答案

【问题标题】：How would you implement Erlang-like send and receive in C++?你将如何在 C++ 中实现类似 Erlang 的发送和接收？
【发布时间】：2010-09-07 14:42:45
【问题描述】：

其实这个问题好像有两部分：

如何实现模式匹配？
如何实现send and receive（即Actor模型）？

对于模式匹配部分，我一直在研究各种项目，例如 App 和 Prop。这些看起来很不错，但无法让它们在 g++ 的最新版本 (4.x) 上工作。 Felix 语言似乎也很好地支持模式匹配，但并不是真正的 C++。

至于Actor model，有ACT++和Theron等现有实现，但除了前者~~的论文，我找不到任何东西，而后者只是单线程~~ [查看答案]。

就我个人而言，我已经使用线程和线程安全的消息队列实现了演员。消息是类似哈希的结构，并且将这些结构与许多预处理器宏一起使用来实现简单的模式匹配。

现在，我可以使用以下代码发送消息：

(new Message(this))
    ->set("foo", "bar")
    ->set("baz", 123)
    ->send(recipient);

下面做简单的模式匹配（qDebug和qPrintable是Qt特有的）：

receive_and_match(m)
    match_key("foo")    { qDebug("foo: %s", qPrintable(m->value("foo").toString())); }
    or_match_key("baz") { qDebug("baz: %d", m->value("baz").toInt()); }
    or_match_ignore
end_receive

但是，这对我来说有点骇人听闻，而且不是很健壮。

你会怎么做？我错过了任何现有的工作吗？

【问题讨论】：

标签： c++ erlang

【解决方案1】：

关于Actor模型，有现有的实现，如 ACT++ 还有塞隆，但我找不到除了关于前者的论文，还有后者仅是单线程的。

作为 Theron 的作者，我很好奇你为什么认为它是单线程的？

就我个人而言，我已经实现了演员使用线程和线程安全消息队列

Theron 就是这样实现的.. :-)

灰

【讨论】：

说实话，我不知道为什么我认为 Theron 是单线程的。重新阅读该网站并没有给我那种印象。对于造成的混乱，我深表歉意，我认为如果我再给 Theron 一次机会，那将是公平的！
在 Matlab mex 文件中使用 Theron 实现 Actors 并发的愉快体验。

【解决方案2】：

关于 erlang 的一个重要方面是如何使用这些特性来构建健壮的系统。

发送/接收模型是不共享的，并且是明确复制的。进程本身就是轻量级线程。

如果您确实需要 erlang 模型的强大属性，那么您最好使用真实进程和 IPC 而不是线程。

如果您想要强大的消息传递，但您可能最终想要序列化和反序列化内容。尤其是类型安全。

C++ 中的模式匹配并不总是很漂亮，但会有一个很好的模式 - 您最终会创建一个调度程序对象，该对象使用某种形式的多态性来获得您想要的。

虽然如果你不小心，你最终会在管道上使用 xml :)

真的，如果你想要 erlang 模型，你真的想使用 erlang。如果有慢点，我相信您可以使用外部功能互联网来增强您的程序。

关于重新实现部件的问题是，您不会得到一个好的内聚库和解决方案。您已经拥有的解决方案看起来不再像 C++ 了。

【讨论】：

【解决方案3】：

我目前正在为 C++ 实现一个名为“acedia”的演员库（谷歌上还没有关于它的内容），它使用“类型匹配”。该库是我的硕士论文的一个项目，您可以使用它向演员发送任何类型的数据。

一个小sn-p：

recipient.send(23, 12.23f);

在接收方，您可以像这样分析收到的消息：

Message msg = receive();
if (msg.match<int, float>() { ... }

...或者您可以定义一个为您调用函数或方法的规则集：

void doSomething(int, float);

InvokeRuleSet irs;
irs.add(on<int, float>() >> doSomething);
receiveAndInvoke(irs);

也可以同时匹配类型和值：

Message msg = receive();
if (msg.match<int, float>(42, WILDCARD) { ... }
else if (msg.match<int, float>() { ... }

常量“WILDCARD”表示，任何值都将被接受。不传递参数等于将所有参数设置为“WILDCARD”；这意味着您只想匹配类型。

这当然是一个小sn-p。您也可以像在 Scala 中一样使用“案例类”。它们可与 erlang 中的“原子”相媲美。下面是一个更详细的例子：

ACEDIA_DECLARE_CASE_CLASS(ShutdownMessage)
ACEDIA_DECLARE_CASE_CLASS(Event1)
ACEDIA_DECLARE_CASE_CLASS(Event2)

要对定义的案例类做出反应，您可以这样编写一个actor：

class SomeActor : public Actor
{

  void shutdown() { done = true; }
  void handleEvent1();
  void handleEvent1();

  public:

    SomeActor() : done(false) { }

    virtual void act()
    {
      InvokeRuleSet irs;
      irs
        .add(on<ShutdownMessage>() >> method(&SomeActor::shutdown))
        .add(on<Event1>() >> method(&SomeActor::handleEvent1))
        .add(on<Event2>() >> method(&SomeActor::handleEvent2))
      ;
      while (!done) receiveAndInvoke(irs);
    }

};

要创建一个新的actor并启动它，你所要做的就是：

Acedia::spawn<SomeActor>();

尽管图书馆甚至还没有到达 beta 体育场，但所示的 sn-ps 工作正常，而且我有第一个应用程序在上面运行。该库的一个主要目标是支持分布式编程（也跨网络）。

您的问题是不久前提出的，但如果您对此感兴趣：请告诉我！ :)

【讨论】：

我很感兴趣；它看起来很不错。有没有可以下载图书馆/查看文档的网站？你会开源吗？

【解决方案4】：

您可以使用 Qt 的信号/槽机制来模拟行为，特别是因为 Qt 的信号/槽支持多线程。

【讨论】：

【解决方案5】：

我肯定会对查看您的“acedia”库感兴趣，并愿意尽我所能提供帮助。 Erlang 有一些很棒的结构，C++ 肯定会从这样的库中受益。

【讨论】：

【解决方案6】：

今天我在 sourceforge 托管图书馆：https://sourceforge.net/projects/acedia/

正如我之前所说，这是一个早期版本。但请随时批评它！

【讨论】：

我已经下载了，有机会我会试试看的。
更新：acedia 已过期，请检查 libcppa：https://sourceforge.net/projects/acedia/

【解决方案7】：

今天，如果你想要在 C++ 中使用 erlang 风格的健壮演员和模式匹配，也许 Rust 就是答案。

当然，当 OP 在大约 5 年前提出要求时，这并没有公开发布，截至 2014 年 4 月，它还不是 v1.0 - 但它进展得非常好，并且绝对稳定，足够的语言核心我认为是稳定的。

好吧，它不是 C++，但它具有与 C++ 相同的内存管理方法，除了它默认支持没有共享内存的轻量级任务（然后提供用于共享的受控库功能 - “Arc”）；它可以直接调用（并直接公开）“extern C”函数。您不能与 C++ 共享模板库标头 - 但您可以编写模仿 C++ 集合类（反之亦然）的泛型来传递对数据结构的引用。

【讨论】：