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Communicating Sequential Processes 的 7 個(gè)示例

CSP 是什么? 一般來(lái)說(shuō), 它是寫(xiě)并行代碼的一套方案.

在 Go 語(yǔ)言里自帶該功能, Clojure 通過(guò)基于 Macro 的 core.async 來(lái)實(shí)現(xiàn),

現(xiàn)在 JavaScript 通過(guò) Generator 也能做支持了, 或者說(shuō) ES6 的功能.

為什么我要關(guān)心 CSP? 因?yàn)樗鼜?qiáng)大啊, 而且高效, 而且簡(jiǎn)單. 都這樣了你還想要什么? :)

好吧, 說(shuō)細(xì)節(jié). 怎樣使用呢?我們用 js-csp, 而且需要 generator 支持, ES6 才有.

也就說(shuō) 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(dāng)然能其他的編譯工具可能也行, 但你要確認(rèn)下是支持 Generator 的.

注: 文章寫(xiě)得早, 現(xiàn)在翻譯文章, Chrome 應(yīng)該是支持 Generator 的.

扯多了, 來(lái)看例子吧!

例 1: 進(jìn)程

***個(gè)要學(xué)的概念是"進(jìn)程". 進(jìn)程可以執(zhí)行代碼, 簡(jiǎn)單說(shuō)就是這樣的了. :)

注: 當(dāng)然不是操作系統(tǒng)原始的進(jìn)程了, js 里模擬的.

這是啟動(dòng)進(jìn)程的語(yǔ)法: generator 函數(shù)作為參數(shù), 傳給 go 函數(shù)執(zhí)行.

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

例 2: 進(jìn)程可以暫停

使用 yield 關(guān)鍵字可以暫停一個(gè)進(jìn)程, 把當(dāng)前進(jìn)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(jìn)程等待來(lái)自管道的數(shù)據(jù)

第二個(gè)要學(xué)的概念是管道, 也是***一個(gè)了. 管道就像是隊(duì)列.

一旦進(jìn)程對(duì)管道調(diào)用 take, 進(jìn)程就會(huì)暫停, 直到別人往管道放進(jìn)數(shù)據(jù).

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(jìn)程通過(guò)管道來(lái)通信

管道的另一邊, 往管道里 put 數(shù)據(jù)的那些進(jìn)程也會(huì)暫停, 直到這邊進(jìn)程調(diào)用 take.

下面的例子就復(fù)雜一點(diǎn)了, 試著跟隨一下主線, 印證一下終端輸出的內(nèi)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(duì)列

由于管道是隊(duì)列, 當(dāng)進(jìn)程從管道取走數(shù)據(jù), 其他進(jìn)程就拿不到了.所以推數(shù)據(jù)的是一個(gè)進(jìn)程, 取數(shù)據(jù)的也是一個(gè)進(jìn)程.

下面這個(gè)例子可以看到第二個(gè)進(jìn)程永遠(yuǎn)不會(huì)打印 B > RECEIVED: dog,

因?yàn)?**個(gè)進(jìn)程已經(jīng)把數(shù)據(jù)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(huì)在 put 操作時(shí)阻塞

管道可以帶緩沖, 也就是, 一定數(shù)量之內(nèi)的數(shù)據(jù), 執(zhí)行 put 操作可以避開(kāi)阻塞.

這個(gè)例子里, 即便沒(méi)有其他進(jìn)程調(diào)用 take, 前兩個(gè)寫(xiě)操作也不會(huì)阻塞進(jìn)程.

不過(guò)管道的緩存數(shù)量是 2, 所以第三個(gè)數(shù)據(jù)就阻塞進(jìn)程了, 直到其他進(jìn)程取走數(shù)據(jù).

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(gè)數(shù)據(jù)之后會(huì)阻塞, 初次之外, 還有對(duì)緩沖的 dropping 和 sliding 控制.

緩沖的 dropping 以為著管道可以持有 N 個(gè)數(shù)據(jù).再增加額外的數(shù)據(jù)放進(jìn)管道, 管道就會(huì)將其丟棄.

緩沖的 sliding 也可以持有 N 個(gè)數(shù)據(jù). 不過(guò)相對(duì)于直接丟棄新數(shù)據(jù),sliding 緩沖原先的***個(gè)推的數(shù)據(jù)會(huì)被丟棄, buffer 里會(huì)留下新的這個(gè)數(shù)據(jù).

下面這個(gè)例子, value B 和 value C 在 dropping 緩沖里被丟棄, 因?yàn)橐呀?jīng)有 value A 了.

第二個(gè)進(jìn)程里, 當(dāng) value B 被放進(jìn)管道, value A 就被丟棄了.

然后 value C 放進(jìn)管道, value B 就被丟棄.

根據(jù)它們的工作原理, dropping 和 sliding 的緩沖永遠(yuǎn)不會(huì)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(jié)論

CSP 用了一段時(shí)間之后, 用回調(diào)或者 Promise 寫(xiě)代碼就像是侏羅紀(jì)的技術(shù).

我希望 ES6 的 Generator 能幫助 CSP 成為 JavaScript 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),

就像是 Go 已經(jīng)是的那樣, 以及 Clojure 里正在成為的那樣.

下一步

另外有兩個(gè)模型也還有意思, 大概可以認(rèn)為是比 CSP 層級(jí)更高一點(diǎn)的:

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

我當(dāng)然后面也會(huì)寫(xiě)博客來(lái)挖掘一下.

我同時(shí)相信 CSP 對(duì)于前端框架來(lái)說(shuō)非常棒.