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Communicating Sequential Processes 的 7 個示例

CSP 是什么? 一般來說, 它是寫并行代碼的一套方案.

在 Go 語言里自帶該功能, Clojure 通過基于 Macro 的 core.async 來實現,

現在 JavaScript 通過 Generator 也能做支持了, 或者說 ES6 的功能.

為什么我要關心 CSP? 因為它強大啊, 而且高效, 而且簡單. 都這樣了你還想要什么? :)

好吧, 說細節. 怎樣使用呢?我們用 js-csp, 而且需要 generator 支持, ES6 才有.

也就說 Node 4 或者更高的版本才行, 或者瀏覽器代碼用 Babel 編譯一下,

當然能其他的編譯工具可能也行, 但你要確認下是支持 Generator 的.

注: 文章寫得早, 現在翻譯文章, Chrome 應該是支持 Generator 的.

扯多了, 來看例子吧!

例 1: 進程

***個要學的概念是"進程". 進程可以執行代碼, 簡單說就是這樣的了. :)

注: 當然不是操作系統原始的進程了, js 里模擬的.

這是啟動進程的語法: generator 函數作為參數, 傳給 go 函數執行.

import {go} from 'js-csp'; 
 
go(function* () { 
  console.log('something!'); 
}); 
 
// terminal output: 
// 
// => something!  

例 2: 進程可以暫停

使用 yield 關鍵字可以暫停一個進程, 把當前進程的占用釋放:

import {go, timeout} from 'js-csp'; 
 
go(function* () { 
  yield timeout(1000); 
  console.log('something else after 1 second!'); 
}); 
 
console.log('something!'); 
 
// terminal output: 
// 
// => something! 
// => something else after 1 second!  

例 3: 進程等待來自管道的數據

第二個要學的概念是管道, 也是***一個了. 管道就像是隊列.

一旦進程對管道調用 take, 進程就會暫停, 直到別人往管道放進數據.

import {go, chan, take, putAsync} from 'js-csp'; 
 
let ch = chan(); 
 
go(function* () { 
  const received = yield take(ch); 
  console.log('RECEIVED:', received); 
}); 
 
const text = 'something'; 
console.log('SENDING:', text); 
 
// use putAsync to put a value in a 
// channel from outside a process 
putAsync(ch, text); 
 
// terminal output: 
// 
// => SENDING: something 
// => RECEIVED: something  

例 4: 進程通過管道來通信

管道的另一邊, 往管道里 put 數據的那些進程也會暫停, 直到這邊進程調用 take.

下面的例子就復雜一點了, 試著跟隨一下主線, 印證一下終端輸出的內容:

import {go, chan, take, put} from 'js-csp'; 
 
let chA = chan(); 
let chB = chan(); 
 
// Process A 
go(function* () { 
  const receivedFirst = yield take(chA); 
  console.log('A > RECEIVED:', receivedFirst); 
 
  const sending = 'cat'; 
  console.log('A > SENDING:', sending); 
  yield put(chB, sending); 
 
  const receivedSecond = yield take(chA); 
  console.log('A > RECEIVED:', receivedSecond); 
}); 
 
// Process B 
go(function* () { 
  const sendingFirst = 'dog'; 
  console.log('B > SENDING:', sendingFirst); 
  yield put(chA, sendingFirst); 
 
  const received = yield take(chB); 
  console.log('B > RECEIVED:', received); 
 
  const sendingSecond = 'another dog'; 
  console.log('B > SENDING:', sendingSecond); 
  yield put(chA, sendingSecond); 
}); 
 
// terminal output: 
// 
// => B > SENDING: dog 
// => A > RECEIVED: dog 
// => A > SENDING: cat 
// => B > RECEIVED: cat 
// => B > SENDING: another dog 
// => A > RECEIVED: another dog  

例5: 管道也是隊列

由于管道是隊列, 當進程從管道取走數據, 其他進程就拿不到了.所以推數據的是一個進程, 取數據的也是一個進程.

下面這個例子可以看到第二個進程永遠不會打印 B > RECEIVED: dog,

因為***個進程已經把數據取走了.

import {go, chan, take, put} from 'js-csp'; 
 
let ch = chan(); 
 
go(function* () { 
  const text = yield take(ch); 
  console.log('A > RECEIVED:', text); 
}); 
 
go(function* () { 
  const text = yield take(ch); 
  console.log('B > RECEIVED:', text); 
}); 
 
go(function* () { 
  const text = 'dog' 
  console.log('C > SENDING:', text); 
  yield put(ch, text); 
}); 
 
// terminal output: 
// 
// => C > SENDING: dog 
// => A > RECEIVED: dog  

例 6: 帶緩沖的管道不會在 put 操作時阻塞

管道可以帶緩沖, 也就是, 一定數量之內的數據, 執行 put 操作可以避開阻塞.

這個例子里, 即便沒有其他進程調用 take, 前兩個寫操作也不會阻塞進程.

不過管道的緩存數量是 2, 所以第三個數據就阻塞進程了, 直到其他進程取走數據.

import {go, chan, put, buffers} from 'js-csp'; 
 
let ch = chan(buffers.fixed(2)); 
 
go(function* () { 
  yield put(ch, 'value A'); 
  yield put(ch, 'value B'); 
  console.log('I should print!'); 
  yield put(ch, 'value C'); 
  console.log('I should not print!'); 
}); 
 
// terminal output: 
// 
// => I should print!  

例 7: Dropping And Sliding Buffers

固定大小的緩沖在 N 個數據之后會阻塞, 初次之外, 還有對緩沖的 dropping 和 sliding 控制.

緩沖的 dropping 以為著管道可以持有 N 個數據.再增加額外的數據放進管道, 管道就會將其丟棄.

緩沖的 sliding 也可以持有 N 個數據. 不過相對于直接丟棄新數據,sliding 緩沖原先的***個推的數據會被丟棄, buffer 里會留下新的這個數據.

下面這個例子, value B 和 value C 在 dropping 緩沖里被丟棄, 因為已經有 value A 了.

第二個進程里, 當 value B 被放進管道, value A 就被丟棄了.

然后 value C 放進管道, value B 就被丟棄.

根據它們的工作原理, dropping 和 sliding 的緩沖永遠不會阻塞!

let droppingCh = chan(buffers.dropping(1)); 
let slidingCh  = chan(buffers.sliding(1)); 
 
go(function* () { 
  yield put(droppingCh, 'value A'); 
  yield put(droppingCh, 'value B'); 
  yield put(droppingCh, 'value C'); 
  console.log('DROPPING:', yield take(droppingCh)); 
}); 
 
go(function* () { 
  yield put(slidingCh, 'value A'); 
  yield put(slidingCh, 'value B'); 
  yield put(slidingCh, 'value C'); 
  console.log('SLIDING:', yield take(slidingCh)); 
}); 
 
// terminal output: 
// 
// => DROPPING: value A 
// => SLIDING: value C  

結論

CSP 用了一段時間之后, 用回調或者 Promise 寫代碼就像是侏羅紀的技術.

我希望 ES6 的 Generator 能幫助 CSP 成為 JavaScript 的一個標準,

就像是 Go 已經是的那樣, 以及 Clojure 里正在成為的那樣.

下一步

另外有兩個模型也還有意思, 大概可以認為是比 CSP 層級更高一點的:

函數式也是響應式編程(Rx)跟 Actors, 分別在 Rx 和 Erlang 里用到.

我當然后面也會寫博客來挖掘一下.

我同時相信 CSP 對于前端框架來說非常棒.