João Paulo de C. Lima

Posted on Sep 10, 2022

Elixir - Uma Breve Introdução

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Elixir é uma linguagem de programação funcional. Foi lançada em 2011. Idealizado e desenvolvido por José Valim dentro da empresa Plataformatec.

Antes de entrarmos nas funcionalidades da linguagem, vamos abordar alguns conceitos de programação funcional.

Segundo Eric Elliott,

Programação funcional é o processo de construir software através de composição de funções puras, evitando compartilhamento de estados, dados mutáveis e efeitos colaterais.

O paradigma funcional, surgiu para auxiliar na resolução de problemas complexos. Os matemáticos encontraram nas funções a forma de chegar no objetivo final.

Conceitos

Composição de Função: Cria-se uma nova função, através da composição de outras
Funções Puras: Independente da quantidade de vezes em que é chamada, o resultado será sempre o mesmo.
Imutabilidade: A variável ou objeto terá sempre o mesmo valor.
Efeito Colateral: Interações com o “mundo externo” (acesso ao banco de dados, chamadas de APIs externas, etc) onde não podemos prever o resultado.

Erlang, OTP e Tolerância a falhas

Erlang é uma linguagem de programação usada para construir sistemas real-time, massivamente escaláveis e com requisitos de alta disponibilidade.
Alguns de seus usos são em telecomunicações, bancos, comércio eletrônico, telefonia por computador e mensagens instantâneas (WhatsApp e Facebook Messenger).
O runtime do Erlang tem suporte embutido para simultaneidade, distribuição e tolerância a falhas.
Veja alguns casos interessantes do WhatsApp:
WhatsApp Blog - 02 milhões de conexões TCP
WhatsApp tem 50 engenheiros para 900 milhões de usuários

OTP:

OTP é um conjunto de bibliotecas Erlang e princípios de design que fornecem middleware para desenvolver esses sistemas. Inclui seu próprio banco de dados distribuído, aplicativos para interface com outras linguagens, ferramentas de depuração e manipulação de lançamentos.

BEAM:

BEAM é a máquina virtual no núcleo da plataforma Erlang Open Telecom. O BEAM faz parte do Erlang Run-Time System, que compila o código-fonte Erlang em bytecode, que é então executado no BEAM. Os arquivos de bytecode BEAM têm a extensão de arquivo .beam

Scheduler:

A instância BEAM é iniciada em um único processo do SO (você pode procurá-la pelo nome beam). Para cada CPU disponível, ele cria um thread. Isso torna os sistemas Erlang escaláveis porque podem aproveitar todos os núcleos disponíveis.

Como parte do ERTS, o BEAM é responsável por escalonar os processos Erlang. Um único thread executa exatamente um escalonador que é, entre os outros, responsável por preencher a fila de processos Erlang. O escalonador também extrai processos Erlang da fila e aloca um intervalo de tempo para executar cada um deles.

Actor Model:

O Actor Model é um modelo/conceito matemático de computação concorrente que trata os atores como a primitiva fundamental e universal da computação concorrente.

O ERTS sobre o qual o Elixir se baseia, implementa o modelo de ator usando processos como atores que são leves e rápidos para criar e encerrar.

Os atores, neste modelo, podem ter as seguintes propriedades, entre outras, dependendo de seu design:

Tome a entrada como uma mensagem.
Faça o cálculo.
Pode criar outros atores.
Enviar mensagem de saída ou resposta.
Cada ator geralmente tem seu estado que não é compartilhado.
Os atores podem alterar o estado uns dos outros passando mensagens. Também podem modificar seu próprio estado.

Funcionalidades da Linguagem

Performance:

Para demonstrar a performance do Elixir, vou utilizar um exemplo retirado do seguinte artigo: Elixir: 10 motivos para aprender

Elixir 10k requisições:

Node 10k requisições:

Mais informações sobre performance em Elixir:
2 milhões de conexões websockets
Como o Discord escalou para 5M de usuários concorrentes

Produtividade:

Além da performance, existe um framework que nos dá um grande aumento da produtividade. O nome é Pheonix Framework
Com o Pheonix Framework, você consegue prototipar uma aplicação de forma muito rápida.
Para criar um projeto, via CLI, basta fazer:

mix phx.new <nome_projeto>

Sintaxe:

Alguns pontos sobre a sintaxe da linguagem:

inspirada em Ruby;
Podemos, por exemplo, utilizar “?” ou “!” na nomenclatura de funções e variáveis;
Parênteses não são obrigatórios e não precisamos declarar o retorno explicitamente em funções com “return”;
“Pattern Matching” (reconhecimento de padrões);
”Guards”;
“Pipe Operator” (torna possível economizar diversas linhas de código e tornar a legibilidade muito alta).

Exemplo Com Pipe:

def perform(notification) do
    notification |> get_client |> get_remote_chats |> insert_or_update_local_chats

    :ok
  end

Exemplo Sem Pipe:

def perform(notification) do
    insert_or_update_local_chats(get_remote_chats(get_client(notification)))

    :ok
  end

Documentação:

Para a documentação, existe uma ferramenta chamada HexDocs
Para gerar uma página de documentação, basta adicionar alguns comentários “marcando” as funções e módulos e rodar um pequeno comando.