JCoro — асинхронность на сопрограммах в Java
13 мин
К исследованиям в этой сфере меня вдохновила статья Асинхронность: назад в будущее. В ней автор описывает идею о том, как, используя сопрограммы, можно упростить асинхронный код так, чтобы выглядел он так же, как обычный синхронный, но сохранял плюшки, которые нам даёт применение асинхронных операций. Вкратце, суть подхода такова: если у нас есть механизм, позволяющий сохранять и восстанавливать контекст выполнения (поддержка сопрограмм), то код на цепочках callback'ов
мы можем переписать так:
Здесь readSocket() и writeFile() — сопрограммы, в которых асинхронные операции вызываются следующим образом:
Методы yield() и resume() сохраняют и восстанавливают контекст выполнения, со всеми фреймами и локальными переменными. Происходит следующее: при вызове readSocket() мы планируем асинхронную операцию вызовом startReadSocket() и выполняем yield(). Yield() сохраняет контекст выполнения и поток завершается (возвращается в пул). Когда асинхронная операция будет выполнена, мы вызовем resume() перед выходом из callback'a, и тем самым возобновим выполнение кода. Управление снова получит основная функция, которая вызовет writeFile(). writeFile() устроен аналогично, и всё повторится.
Сделав единожды такое преобразование для всех используемых асинхронных операций и поместив полученные функции в библиотеку, мы получаем инструмент, позволяющий нам писать асинхронный код так, как будто это обычный синхронный код. Мы получаем возможность сочетать плюсы синхронного кода (читабельность, удобная обработка ошибок) и асинхронного (производительность). Плата за это удобство — необходимость как-то сохранять и восстанавливать контекст выполнения. В статье автор описывает реализацию на С++, мне же захотелось заиметь что-то такое в Java. Об этом и пойдёт речь.
startReadSocket((data) -> {
startWriteFile(data, (result) -> {
if (result == ok) ...
});
});
мы можем переписать так:
data = readSocket();
result = writeFile(data);
if (result == ok) ...
Здесь readSocket() и writeFile() — сопрограммы, в которых асинхронные операции вызываются следующим образом:
byte[] readSocket() {
byte[] result = null;
startReadSocket((data) -> {
result = data;
resume();
});
yield();
return result;
}
Методы yield() и resume() сохраняют и восстанавливают контекст выполнения, со всеми фреймами и локальными переменными. Происходит следующее: при вызове readSocket() мы планируем асинхронную операцию вызовом startReadSocket() и выполняем yield(). Yield() сохраняет контекст выполнения и поток завершается (возвращается в пул). Когда асинхронная операция будет выполнена, мы вызовем resume() перед выходом из callback'a, и тем самым возобновим выполнение кода. Управление снова получит основная функция, которая вызовет writeFile(). writeFile() устроен аналогично, и всё повторится.
Сделав единожды такое преобразование для всех используемых асинхронных операций и поместив полученные функции в библиотеку, мы получаем инструмент, позволяющий нам писать асинхронный код так, как будто это обычный синхронный код. Мы получаем возможность сочетать плюсы синхронного кода (читабельность, удобная обработка ошибок) и асинхронного (производительность). Плата за это удобство — необходимость как-то сохранять и восстанавливать контекст выполнения. В статье автор описывает реализацию на С++, мне же захотелось заиметь что-то такое в Java. Об этом и пойдёт речь.
