В Elixir процесс — это изолированная единица выполнения, которая используется для организации параллелизма и конкуренции. Процессы в Elixir являются лёгкими, работают внутри BEAM (виртуальной машины Erlang) и не соответствуют операционным системным процессам или потокам. Это фундаментальная часть модели акторов, на которой построен Elixir.

Особенности процессов Elixir:

1. Изоляция
   Каждый процесс полностью изолирован:

   • имеет собственное состояние;

   • не делит память с другими;

   • общается только через обмен сообщениями.

2. Лёгкость
   Один сервер BEAM может запускать сотни тысяч процессов без существенной нагрузки. Это достигается за счёт:

   • компактных представлений;

   • кооперативного планирования;

   • отсутствия блокировок и общего состояния.

3. Прекрасно масштабируется
   Поддерживает горизонтальное масштабирование благодаря лёгкости процессов и их изолированности. BEAM эффективно распределяет нагрузку между ядрами процессора.

Создание процесса

Для создания процесса используется функция spawn/1 или spawn/3.

spawn(fn -> IO.puts "Hello from new process" end)

Это создаёт новый процесс, который выполняет функцию и завершает работу.

Идентификатор процесса (PID)

Каждый процесс имеет уникальный идентификатор — PID. Его можно сохранить, передать или использовать для отправки сообщений:

pid = spawn(fn -> receive do msg -> IO.inspect(msg) end end)
send(pid, "Message") # Отправка сообщения в процесс

Обмен сообщениями

Процессы обмениваются сообщениями с помощью send и receive. Это асинхронная модель:

send(pid, {:greet, "world"})
receive do
{:greet, name} -> IO.puts("Hello, #{name}")
after
1000 -> IO.puts("Timeout")
end

receive — это блокирующий вызов с необязательной секцией after.

Пример: простая эхо-служба

defmodule Echo do
def listen do
receive do
{:echo, msg, sender} ->
send(sender, {:ok, msg})
listen()
end
end
end
pid = spawn(Echo, :listen, \[\])
send(pid, {:echo, "Hello", self()})
receive do
{:ok, response} -> IO.puts(response)
end

Ссылки и мониторинг

Для контроля других процессов:

• Process.link(pid) — создаёт связь: если один процесс падает, связанный тоже упадёт.

• Process.monitor(pid) — создаёт односторонний мониторинг, чтобы получать сообщение :DOWN.

Анонимные и именованные процессы

• Анонимный — просто spawn(fn -> ... end).

• Именованный — через :register.

:register(:my_worker, pid)
send(:my_worker, :ping)

Планировщик и многозадачность

Процессы выполняются в рамках планировщика BEAM. Планировщик работает по кооперативной многозадачности: каждый процесс получает квант времени (reductions), после чего управление передаётся следующему.

Преимущества такой модели:

• Нет гонок за данные (race conditions).

• Нет общей блокировки (lock-free).

• Ошибки одного процесса не влияют на другие.

• Возможность построения отказоустойчивых систем.

Применение

Процессы активно используются в:

• фреймворке GenServer для создания состояний и логики серверов;

• построении супервизоров (supervisors);

• реализации распределённых систем;

• обработке параллельных задач, таймеров, очередей, подписок.

Процессы являются основой актерной модели, в которой Elixir реализует устойчивую, масштабируемую и легко отлаживаемую многопоточную архитектуру.