【大家的项目】可 Deferred 就绪的 Future 实现类

2023-10-30 20:02:02 浏览数 (2)

deferred-future

模仿jQuery.Deferred()，允许

  • 【地点】从Future实现类实例外部
  • 【时间】异步地

改变当前Future对象的Polling状态从Poll::Pending至Poll::Ready<T>。这个痛点是futures crate都没有照顾到的。

功能

deferred-future crate分别针对

  • 单线程/WASM
  • 多线程

提供了两套代码实现和两个自定义cargo feature：

cargo feature

FusedFuture实现类

运行上下文

local

LocalDeferredFuture<T>

单线程/WASM

thread

ThreadDeferredFuture<T>

多线程

默认情况下，local与thread都处于开启状态。为了追求极致的编译时间（短）与输出二进制文件体积（小），屏蔽掉未被使用的模块非常有帮助。比如，在WASM工程内，启用【条件编译】和（编译时）“裁剪”依赖包是最明智的：

代码语言：javascript复制
# 因为 WASM 不支持【操作系统线程】，所以仅只导入单线程代码实现
deferred-future = {version = "0.1.0", features = ["local"]}

另外，因为deferred-future crate选择实现trait futures::future::FusedFuture，而不仅只是来自【标准库】的std::future::Future，所以其对更多“边界情况”提供了良好的容错支持。比如，

  • 重复地Polling一个已经Poll::Ready(T)的Future实例不会导致U.B.。

安装

不开启【条件编译】

代码语言：javascript复制
cargo add deferred-future

面向WASM，推荐仅开启local

代码语言：javascript复制
cargo add deferred-future --features=local

用法

使用套路概括起来包括：

  1. 构造一个***DeferredFuture<T>实例
    1. 在多线程上下文中，泛型类型参数T必须是Send Sync的。
    2. 在单线程上下文中，前缀***是Local
    3. 在多线程上下文中，前端***是Thread
    4. 泛型类型参数T对应于Future::Output关联类型 —— 代表了Future就绪后输出值的数据类型
  2. 从***DeferredFuture<T>实例抽取出defer属性值
    1. 被用来Wake up处于Pending状态***DeferredFuture<T>实例的complete(T)成员方法就隶属于此defer对象。
    2. 在单线程上下文中，defer是Rc<RefCell<T>>的引用计数·智能指针
    3. 在多线程上下文中，defer是Arc<Mutex<T>>的原子加锁引用计数·智能指针
  3. 将defer对象克隆后甩到（另）一个异步任务Task块中去。
    1. 在异步块内，调用defer的complete(T)成员方法。
    2. 在单线程上下文中，defer对象需被可修改借入defer.borrow_mut()。
    3. 在多线程上下文中，需要先成功地获取线程同步锁defer.lock().unwrap()。
  4. 在当前执行上下文，阻塞等待***DeferredFuture<T>实例就绪和返回结果。
    1. 就单线程而言，当前执行上下文即是“主线程”，和同步阻塞主线程。
    2. 就多线程而言，当前执行上下文就是“父异步块”，和异步阻塞上一级异步块。

下面仔细看代码例程。请特别留意注释说明。

单线程

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use ::deferred_future::LocalDeferredFuture;
use ::futures::{future, executor::LocalPool, task::LocalSpawnExt};
use ::futures_time::{prelude::*, time::Duration};
use ::std::time::Instant;
// (1) 构造·形似 jQuery.Deferred() 的 trait FusedFuture 实现例类实例。
//     - 注意：泛型类型参数 —— `Future::Output`输出值类型是字符串。
let deferred_future = LocalDeferredFuture::default();
// (2) 取出它的 defer 实例。
let defer = deferred_future.defer();
// (3) 发起一个异步任务。在 2 秒钟后，填入`Future::Output`输出值。
let mut executor = LocalPool::new();
executor.spawner().spawn_local(async move {
    future::ready(()).delay(Duration::from_secs(2_u64)).await;
    // (3.1) 在异步块内，调用`defer`的`complete(T)`成员方法。
    defer.borrow_mut().complete("2秒钟后才被延迟填入的消息".to_string());
}).unwrap();
// (4) 同步阻塞主线程等待 #3 的异步任务执行结果，和抽取出`Future::Output`输出值。
let start = Instant::now();
let message = executor.run_until(deferred_future); // (4.1) 会造成主线程的同步阻塞
let end = Instant::now();
let elapse = end.duration_since(start).as_secs();
println!("为了收到消息<{}>，主协程先后等待了 {} 秒", message, elapse);

从命令行，执行命令cargo.exe run --example local-usage可直接运行此例程。

多线程

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use ::deferred_future::ThreadDeferredFuture;
use ::futures::{future, executor::{block_on, ThreadPool}, task::SpawnExt};
use ::futures_time::{prelude::*, time::Duration};
use ::std::{error::Error, sync::PoisonError, time::Instant};
block_on(async move {
    // (1) 构造·形似 jQuery.Deferred() 的 trait FusedFuture 实现类实例。
    //     - 注意：泛型类型参数 —— `Future::Output`输出值类型是字符串。
    //     - String 是 Send   Sync 的数据类型，和支持跨线程传递的。
    let deferred_future = ThreadDeferredFuture::default();
    // (2) 取出它的 defer 实例。
    let defer = deferred_future.defer();
    // (3) 发起一个异步任务。在 1 秒钟后，填入`Future::Output`输出值。
    ThreadPool::new()?.spawn(async move {
        future::ready(()).delay(Duration::from_secs(1_u64)).await;
        // (3.1) 在异步块内，调用`defer`的`complete(T)`成员方法。
        let mut defer = defer.lock().unwrap_or_else(PoisonError::into_inner);
        defer.complete("1秒钟后才被延迟填入的消息".to_string());
    })?;
    // (4) 异步阻塞当前 Task 等待 #3 的异步任务执行结果，和抽取出`Future::Output`输出值。
    let start = Instant::now();
    let message = deferred_future.await; // (4.1) 会造成上一级异步块的异步阻塞
    let end = Instant::now();
    let elapse = end.duration_since(start).as_secs();
    println!("为了收到消息<{}>，主协程先后等待了 {} 秒", message, elapse);
    Ok(())
})?;

从命令行，执行命令cargo.exe run --example thread-usage可直接运行此例程。

WASM

代码语言：javascript复制
use ::deferred_future::LocalDeferredFuture;
use ::wasm_gloo_dom_events::{EventStream, Options};
// (1) 构造·形似 jQuery.Deferred() 的 trait FusedFuture 实例类实例。
//     - 注意：泛型类型参数 —— `Future::Output`输出值类型是 u32。
let deferred_future = LocalDeferredFuture::default();
// (2) 取出它的 defer 实例。
let defer = deferred_future.defer();
// (3) 给按钮 DOM 元素添加一个鼠标单击事件。仅当按钮被单击时，才填入`Future::Output`输出值。
let _ = EventStream::on(&button, "click", Options::enable_prevent_default(true), move |event| {
    // (3.1) 在 DOM 事件处理函数内，调用`defer`的`complete(T)`成员方法。
    defer.borrow_mut().complete(12);
    future::ready(Ok(()))
});
wasm_bindgen_futures::spawn_local(async move {
    // (4) 异步阻塞当前 Task 等待 #3 的按钮点击事件的发生，和抽取出`Future::Output`输出值。
    let result = deferred_future.await;
    console::info!("DeferredFuture异步结果", result);
});
deferred 多线程 泛型 线程 异步

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