17 — 並行性

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English version: 17_concurrency.vibe.md

vibe でスレッドを spawn することはありません。TaskGroup を開き、そこへ 仕事を spawn し、結果を join します。そしてグループは、それを開いた呼び出し より長生きしません。すべてがスコープに収まっていて、それが残りを検査可能に しています。

パッケージは @vibe/concurrent。

この章は本書で唯一の unstable な面です。 ここに出てくるものはすべて ADR-0068 で、状態はまだ proposed です — Nursery、Task、 Sender/Receiver、TaskGroup::run / spawn / spawn_suspend、および コンパイラの Send 判定。SemVer の約束の外側にあり、Minor リリースの中で 変わりえます (stable surface §6)。決めて あることは組み立てるに足りますが、決まっていないのは Send/region の検査と、 どの backend が動かすかです (現行のスケジューラは cooperative run-to-completion のプロトタイプ)。

Async effect 自体はこのバケツに入りません。ADR-0012 は accepted で、row 上の with Async は他の effect と同じだけ安定しています — StdinStream::next の ように出荷済み builtin の署名にも現れます。不安定なのはその上に建つ並行 モデルであって、語彙ではありません。

spawn して join する

import @vibe/concurrent {
  TaskGroup, TaskHandle
}

fn main with Console + Exception {
  let answer = TaskGroup::run((n) -> {
    let h = TaskGroup::spawn(n, () -> {
      21 * 2
    })
    TaskHandle::join(h)
  })
  println("answer = \{answer}")
}
answer = 42

TaskGroup::run は本体にグループ n を渡します。spawn はその中で仕事を 始めてハンドルを返し、join が値を待ちます。run が返った時点でグループは 終わっていて、後片付けを覚えておくべき動作中のものは残りません。

main の + Exception は飾りではありません: spawn されたタスクは失敗し 得て、join はその失敗を TaskError として投げ直すので、join 自身の row が Exception[TaskError] を運びます。main から外すとコンパイラが 直すべき編集をそのまま教えます — hint: add 'with Console + Exception[TaskError]' to 'main' (上で書いた素の Exception はこれを カバーします)。

spawn を越えられるもの

spawn された仕事は自分の制御下にない場所で走るので、何を捕獲するかは移動して 安全なものに限られます。それが Send の判定で、コンパイラが構造的に行います — impl Send を書くことはありません。

| 越えられる | 越えられない | |---|---| | スカラー、タプル | クロージャ | | Send な部品の Option | Array、Bytes | | Send な部品でできた struct と enum (mut フィールド無し) | mut フィールドを持つもの |

spawn に渡す本体はそれ自体クロージャですが、それは問題ありません — この表が言っているのは本体が捕獲するものとタスク間で送るものの話で、 本体そのものの話ではありません。

FrozenArray[T] はまさにこのために在ります — 送れる配列です。永続的な Map は自動的に Send にはなりません。

グループは外へ出られない

TaskGroup::run はリージョンを開き、そこに属するもの — グループ、ハンドル、 Sender、Receiver — は本体が返す値に含められません。ハンドルを返すことは、 既に終わったグループに属する何かを受け取ることになるので、コンパイラが 拒否します。

知っておく価値のある穴が一つ: spawn の検査は TaskGroup::spawn が字面通りに 書かれたときに働きます。改名を経由すると (let spawn = TaskGroup::spawn) 検査を素通りします。

中断とブロック

待つ操作にはそれぞれ2種類あり、違いは「兄弟タスクが走れるか」です。

| インスタンスをブロックする | タスクを中断する | |---|---| | sleep | sleep_wait | | send / recv | send_wait / recv_wait |

TaskGroup の中では _wait の形を選ぶこと。ブロックする方は呼び出し元だけ でなく全体を止めます。

中断はこのパッケージの Async エフェクトが運び、Suspend(Int) -> Int と 宣言されています。他と同じライブラリのエフェクトであってキーワードではなく、 row にも同じように現れます。

shared-nothing

メッセージは値で、意図されている意味論はタスク間のディープコピーです。今日は まだ全タスクが一つのヒープを共有しているので、不変なデータを送れば両者は 一致します。本物のスレッドが載っても模型は shared-nothing のままです — TaskGroup と Send・リージョン検査が既にその形を述べていて、だから今から 強制されています。

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