Erlang Factory Lite - BEAM

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¡ B I E N V E N I D O S ! M Á Q U I N A V I R T U A L D E E R L A N G 1 A L I A S N O R B E R T O . O R T I G O Z A @ H I P H O O X

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Objetivo • Entender los principales conceptos detrás de la Máquina Virtual de Erlang (BEAM) • Entender algunas de las diferencias entre la BEAM y otras máquinas virtuales (JVM, V8)

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H I S T O R I A • Creada por Joe Armstrong, Robert Virding y Mike Williams • Primera versión, 1986 (Interprete de Prolog) • Segunda versión, 1988 (JAM) • Tercera versión, 1993 (BEAM) • Versión actual 18.0 3

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¿ Q U É I N C L U Y E L A B E A M ? • Máquina virtual • Mecanismos para comunicarse con el mundo exterior • Ports y NIFs • Funciones inter construidas (BIFs) • No JIT 4

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¿ P O R Q U É U S A R L A B E A M ? • Alta disponibilidad • Tolerancia a Fallos • Sistemas distribuidos • Escalabilidad 5

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H O Y VA M O S A V E R • Procesos • Schedulers • Manejo de Memoria 6

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Procesos

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Para empezar, vamos a hablar de un sistema que es tolerante a fallos, distribuido, escalable y tiene alta disponibilidad.

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Internet

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¿Por qué Internet tiene estas propiedades?

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11 Internet Computadora B Computadora C Mensajes Computadora A

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• Cada computadora está aislada de las demás. • No comparten memoria u otros recursos. 12

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13 Internet Computadora B Computadora C Mensajes Computadora A

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14 Computadora A Proceso B Java App Proceso C Node.js App Mensajes Proceso A Erlang App

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• Cada programa está aislado dentro de un proceso del Sistema Operativo. • No comparten memoria u otros recursos. 15

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16 Computadora A Proceso B Java App Proceso C Erlang App Mensajes Proceso A Node.js App

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17 Proceso A Node.js Tu código

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☹ • Los Módulos, Clases, Paquetes no están aislados. • Todos ellos comparten la misma memoria y otros recursos. Si algo sale mal todo el proceso del SO se muere. 18

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¿Cómo debería de ser?

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20 Computadora A Proceso B Node.js App Proceso C Java App Mensajes Proceso A Erlang App

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21 Erlang App Funcionalidad A Funcionalidad B Funcionalidad C Mensajes

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¿Cómo se vería entonces desde afuera?

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23 Computadora A Erlang Node Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo Erlang Node Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo Erlang Node Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo Módulo

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Internet 24

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No content

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Schedulers

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28 Proceso del SO BEAM Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang Proceso de Erlang

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S C H E D U L E R S • La BEAM crea un Thread del SO por cada core en la máquina. • Un Scheduler utiliza un Thread del SO. • Cada Scheduler tiene colas de ejecución. • Cada scheduler maneja su propia memoria. 29

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M Á Q U I N A V I RT U A L S C H E D U L E R S C H E D U L E R S C H E D U L E R S C H E D U L E R C P U O S T H R E A D C P U O S T H R E A D C P U O S T H R E A D C P U O S T H R E A D Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso Proceso

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S C H E D U L E R S • Hacen balanceo de carga. • Controlan la ejecución de los procesos • Cada proceso es re encolado para ejecución después de 2000 reducciones (Un proceso no puede apropiarse del procesador y bloquear otros procesos) 31

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Memoria

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Erlang es muy eﬁciente

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Process

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M E M O R I A D E N T R O D E L A B E A M • Heap del proceso • Tablas de ETS • Tablas de Atomos (tamaño fijo) • Espacio para Binarios Grandes (> 64 bytes, Conteo de referencias) • Código • … 35

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H E A P D E L P R O C E S O • Permite recolectar cada proceso de forma independiente. • El Colector de basura es más eﬁciente. • El Colector de basura es más simple (No es necesario implementar un colector en tiempo real: Azul) • Disminuye la necesidad de sincronización entre threads (Esto es mejor entre mayor sea al número de procesadores) 36

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C O L E C T O R D E B A S U R A • Copying Collector • Generacional • 2 espacios o zonas: nueva y vieja • Datos nuevos son mantenidos en el espacio nuevo por un número determinado de colecciones, antes de pasar a la zona vieja. 37

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Conclusiones

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El diseño de la BEAM es diferente a otras VMs conocidas.

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Su diseño está enfocado a aislamiento, tolerancia a fallos, baja latencia y alta disponibilidad