OTP 应用设计模式：监督树结构、release 打包与热升级

% my_app.app（或在 mix.exs 定义）
{application, my_app, [
    {description, "My OTP Application"},
    {vsn, "1.0.0"},
    {modules, [my_app_app, my_app_sup, my_app_worker]},
    {registered, [my_app_worker]},
    {applications, [kernel, stdlib, sasl]},
    {mod, {my_app_app, []}},
    {env, [{port, 8080}]}
]}.

# mix.exs
def application do
  [
    mod: {MyApp.Application, []},
    extra_applications: [:logger, :runtime_tools, :sasl]
  ]
end

# lib/my_app/application.ex
defmodule MyApp.Application do
  use Application

  def start(_type, _args) do
    children = [
      MyApp.Repo,
      MyAppWeb.Endpoint,
      {Phoenix.PubSub, name: MyApp.PubSub}
    ]
    Supervisor.start_link(children, strategy: :one_for_one, name: MyApp.Supervisor)
  end

  def stop(_state) do
    :ok
  end
end

启动：application:load → application:start → mod:start/2 → Supervisor 启动子进程
运行：Supervisor 监控，崩溃自动重启
停止：application:stop → mod:stop/1 → Supervisor 终止子进程
升级：release_handler:install_release → code:load_binary → code_change 回调

Level 1: Application Supervisor
  ├── Repo Supervisor (Database connections)
  ├── Web Supervisor (Phoenix endpoints)
  │   ├── Endpoint
  │   ├── PubSub
  │   └── Presence
  ├── Business Supervisor
  │   ├── UserService (GenServer)
  │   ├── OrderService (GenServer)
  │   └── PaymentGateway (GenServer + Task pool)
  └── Background Supervisor
      ├── Scheduler (Quantum/Task)
      ├── Queue Worker Pool
      └── Event Consumer

# 1) 按故障域分组：DB 故障不应影响 Web 服务
# 2) 叶子节点是 Worker：实际干活（GenServer/Agent/Task）
# 3) 中间节点是 Supervisor：负责重启策略
# 4) 根 Supervisor 用 one_for_one：局部故障不扩散
# 5) 依赖顺序：Repo → PubSub → Business → Background

# 本地注册（atom 名字，节点内唯一）
GenServer.start_link(__MODULE__, init_arg, name: __MODULE__)

# 通过 Registry（推荐）
Registry.start_link(keys: :unique, name: MyApp.ServiceRegistry)
{:ok, pid} = MyService.start_link([])
Registry.register(MyApp.ServiceRegistry, :user_service, pid)

# 分布式（global）
:global.register_name(:user_service, pid)
:global.whereis_name(:user_service)

defmodule Connection do
  @behaviour :gen_statem

  def callback_mode(), do: :state_functions

  def disconnected(:cast, :connect, data) do
    case connect(data.host, data.port) do
      {:ok, socket} -> {:next_state, :connected, %{data | socket: socket}}
      {:error, _} -> {:keep_state, data, [{:state_timeout, 5000, :retry}]}
    end
  end

  def connected(:cast, :disconnect, data) do
    :gen_tcp.close(data.socket)
    {:next_state, :disconnected, %{data | socket: nil}}
  end
end

GenServer：CRUD 服务、缓存、计数器（90% 场景）
GenStatem：连接管理、协议状态机、复杂工作流
GenEvent：用 GenStage 替代（背压更好）
# 原则：从简单开始，需要时再引入状态机

# 打包
MIX_ENV=prod mix release

# 产物
_build/prod/rel/my_app/
  bin/my_app          # 启动脚本
  erts-12.2/          # Erlang 运行时
  lib/                # 应用代码
  releases/           # 版本信息

# 启动
_build/prod/rel/my_app/bin/my_app start
_build/prod/rel/my_app/bin/my_app daemon
_build/prod/rel/my_app/bin/my_app remote  # 远程 shell

# mix.exs
def project do
  [
    releases: [
      my_app: [
        include_executables_for: [:unix],
        applications: [runtime_tools: :permanent],
        strip_beams: true
      ]
    ]
  ]
end

FROM hexpm/elixir:1.16-erlang-26-debian-bullseye-20240101
WORKDIR /app
COPY . .
RUN mix deps.get && mix compile && MIX_ENV=prod mix release

FROM debian:bullseye-slim
RUN apt-get update && apt-get install -y openssl
WORKDIR /app
COPY --from=0 /app/_build/prod/rel/my_app .
CMD ["bin/my_app", "start"]

编译时 config/config.exs     → 编译进 beam 文件（不变）
运行时 config/runtime.exs    → 启动时读取（可变）
环境变量 System.get_env/1    → 外部注入（最灵活）

# config/runtime.exs
import Config

config :my_app, MyApp.Repo,
  url: System.get_env("DATABASE_URL") || raise("DATABASE_URL missing")

config :my_app, MyAppWeb.Endpoint,
  secret_key_base: System.get_env("SECRET_KEY_BASE") || raise("SECRET_KEY_BASE missing")

# 在 release 中动态加载配置
config_providers: [
  {Config.Reader, "/etc/my_app/config.exs"},
  {Config.Reader, {:system, "RELEASE_ROOT", "/config.exs"}}
]

# 启动时按顺序加载，覆盖编译时配置

# BEAM 支持「两版本共存」
# 加载新版本后，旧进程继续运行旧代码
# 新进程启动时运行新代码
# code_change 回调将旧状态迁移到新状态
# 旧版本在 GC 后逐步淘汰

defmodule MyServer do
  use GenServer

  # 从旧版本升级（OldVsn → Current）
  def code_change("1.0.0", state, _extra) do
    new_state = Map.put(state, :new_field, :default)
    {:ok, new_state}
  end

  def code_change(_old_vsn, state, _extra) do
    {:ok, state}  # 无需迁移
  end
end

# 构建新版本 release
MIX_ENV=prod mix release

# 复制到新版本目录
_build/prod/rel/my_app/releases/1.1.0/

# 使用 release_handler（Erlang）或升级脚本
bin/my_app upgrade 1.1.0

# 适用：小幅修改、状态可迁移
# 不适用：
#   - 监督树结构变化（需重启）
#   - ETS 表结构变化
#   - 数据库 schema 变更
#   - 核心库（kernel/stdlib）升级
# 生产建议：蓝绿部署代替热升级

# 连接到运行中的节点
_build/prod/rel/my_app/bin/my_app remote

# 或手动
iex --sname debug --cookie $(cat $RELEASE_ROOT/releases/COOKIE) \
  --remsh my_app@myhost

# 查看进程
iex> Process.whereis(MyApp.Worker) |> Process.info()

# 查看 ETS
iex> :ets.tab2list(MyApp.Cache)

# 在远程 shell 中启动
iex> :observer_cli.start()
# 实时：进程/内存/ETS/调度器/端口

# 远程 shell 有全部权限 = 生产危险
# 建议：
#   - 只在 VPN/内网开放 Erlang 端口
#   - 使用本地 socket 而非 TCP（-dist 参数）
#   - 审计日志记录远程连接
#   - 调试完立即断开

# 多实例独立运行，LB 分发请求
# 优点：简单、无分布式复杂度
# 缺点：无共享状态、PubSub 不跨节点
# 适合：无状态 Web 服务

# 节点间共享 PubSub/ETS/Registry
# 使用 :global / pg / Syn 做进程发现
# 部署：K8s StatefulSet 固定主机名
#       libcluster 自动发现（K8s DNS/EC2/Erlang 广播）

# 使用 K8s DNS 自动发现
config :libcluster,
  topologies: [
    k8s_dns: [
      strategy: Cluster.Strategy.Kubernetes.DNS,
      config: [
        service: "my-app-headless",
        application_name: "my_app",
        namespace: "default",
        polling_interval: 5_000
      ]
    ]
  ]

% 函数调用耗时分析
fprof:apply(Module, Function, Args).
fprof:profile().
fprof:analyse([{dest, "fprof.analysis"}]).

% 看：调用次数、耗时、子调用占比

% 统计函数调用次数
cprof:start(),
Module:function(),
cprof:pause(),
cprof:analyse().
% 不看时间只看调用频次

% 统计每个函数的墙钟时间和 CPU 时间
eprof:start(),
eprof:profile([Module:function/Arity]),
eprof:analyse(),
eprof:stop().

# 进程内存
Process.info(pid, [:memory, :heap_size, :stack_size, :total_heap_size])

# 二进制内存
:erlang.memory(:binary)
:recon.bin_leak(100)   # 找二进制泄漏

# ETS 内存
:ets.info(:my_table, :memory)