9月20日学习笔记

复杂的状态机编写起来对程序员要求高

2007年，F#语言，把函数当变量来处理，函数块、程序块可赋值，可做异步编程

增加类型支持编程

底下的Runtime来支撑

kernel需要一定配合，Kernel abstraction 屏蔽kernel差异性

NodeJS V8编译器、运行时，基于此，做了扩展

Go语言，每个thread有自己的栈

回调函数越多，memory使用越大，call back很难debug，状态的保存与恢复需要管理

promise：链式编程方式

以同步的方式实现异步编程

OS需要提交事件，事件一旦ready，就会通知task

Epoll，高性能主流异步事件处理机制，只有三个函数

epoll_create()：指定需要监听的IO操作

epoll_ctl()：进一步设置，读监听，还是写监听

epoll_wait()：事件ready了马上返回

21.2 Futures in Rust

异步编程的一种类型

Future的设计目标：零成本异步编程

调用IO时，系统调用会立即返回，然后可以继续进行其他工作

IO完成时，回到调用该异步IO暂停的那个任务线上继续执行

一种通过对异步IO的良好抽象形成的基于库的解决方案，不是语言的一部分，也不是每个程序附带的运行时的一部分，只是可选的并按需使用的库

零成本抽象：不给不使用该功能的用户增加成本；使用该功能时，它的速度不会比不使用它的速度慢

Async Architecture of rust

三部分：底层kernel IO tasks mio（kernel的抽象层，相当于中断机制，不断地产生事件，来触发等待状态的thread变成ready态，操作系统可以对thread进行进一步调度执行了） tokio（runtime，是一个special 异步的runtime，有两部分，一部分Reactor响应机制，另一部分Executor执行机制，executor调Future把数据给取回来） Future相当于thread，task任务，

Future是语言级、编译器要支持的内容，tokio、mio是runtime要支持的内容，kernel io tasks是OS要支持的内容

future最终会形成task，task会有不同的状态，如果是就绪状态的话，executor就可以执行它，如果task需要的内容没有来，pending挂起状态，executor把它放在挂起的队列里面就OK了，task会被外面的事件，OS的IO事件，通过reactor来发出一个waker，传给waker，通过waker来唤醒task，executor就会知道这个时候task已经变成ready了，executor会通过poll函数去调task

executor、reactor、waker三者的组合形成了整个architecture

future有两类：leaf futures（一个具体的IO请求，会直接向kernel发出调用） & Non-leaf futures（由一系列leaf和non-leaf组成的更大的future）

Rust有特定的库来支持：async-std、Tokio

common interface表示操作，但是没有实现，实现放在库中，灵活地把语言和库做了区分

库分了两类，标准库，具体库

21.3 Generators and async/await

生成器和异步执行

异步执行需要走走停停，程序中进行标注，编译器做更多的事

自引用数据结构和绑定

生成器：

一个进程里面并发，Rust里面给出支持

Stackful coroutines（green threads）

Using combinators 组合器

Stackless coroutines（generators）生成器，栈去掉，仍然能在里面切换执行

如何把一个异步函数，看上去像一个函数的执行

在Rust中，异步实现为一个生成器，生成器又实现为一个状态机，一个异步函数走一段停一段，停的过程，只要有停的地方，和有可能停的地方，连续的地方说成一个状态，停下来之后，恢复之后变成下一个状态，将一个函数切成若干段，每一段是可以连续执行的一个段落，切成一个状态机，在状态机之间完成一些转换，转换是由编译器来完成，从而在每一个状态变化的时候，我能知道我下一步转到哪去

转换成状态机，和状态机变迁，靠编译器来执行状态机的状态就OK，维护状态机的状态

21.4 自引用结构数据绑定

悬空指针问题

数据换地了，再引用就不对了

1、指针移动的时候，每动一次，数据就更新一遍；代价太大，Rust不采用

2、存时存起头的内容，偏移不变，起头变，不在编译时更新，在运行时更新，Rust不采用

3、Rust中禁止移动这种数据结构

在数据结构中加Pin，数据结构不允许用，由开发者来指定，开销就变小了

对一个指针的封装

好处：约定引用不会变，不会出现悬空指针

数据结构放在堆里面，在堆栈中生命周期与函数生命周期相关，所以Future中Pin数据结构放在堆里面，相对稳定一些