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Ruby Coroutine

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Ruby1.9提供了Fiber,提供了Coroutine的功能。
    Fibers作为实现轻量级合作并发的基础设施,和线程很像,提供了创建一个可以pause和resume的代码块,
但Fibers是非抢占式的,必须由程序而不是VM来调度。每一个fiber提供了4kB的栈空间可以允许fiber的
block进行深层嵌套函数调用。这是rdoc对Fiber的描述。

    Ruby的Fiber就是传说中Coroutine的实现,在lua中,coroutine被广泛使用。Ruby中coroutine的
强大功能,势必会被发扬光大。Ruby中的Fiber和lua中的coroutine基本类似,都是asymmetric coroutine,
都提供了new/create,resume和yield的操作。
看个rdoc的例子:
  fiber = Fiber.new do
    Fiber.yield 1
    2
  end

  puts fiber.resume #=>1
  puts fiber.resume #=>2
  puts fiber.resume #=>FiberError: dead fiber called

Fiber有三种状态:suspend、running、dead。Fiber被new之后处于suspend状态,当调用resume时开始运行(running),coruntine执行的block完毕或者出错时dead.
上面的例子,我们new一个fiber,这时fiber处于suspend,当我们调用resume的时候,开始执行,Fiber.yield
放弃当前的执行控制,将控制权交给resume的调用者。第二次调用fiber.resume时从Fiber.yeild 1返回,开始执行下一句代码,这时这个fiber执行完毕,所以第三次调用时fiber已经dead。

resume参数可以是任何个,第一次调用的时候作为block的参数,后面的调用作为yield的返回值。

fiber = Fiber.new do |first|
    second = Fiber.yield first + 2
end

puts fiber.resume 10 #12
puts fiber.resume 14 #14
puts fiber.resume 18 #FiberError: dead fiber called



通过上面我们已经熟悉了Coroutine,下面我们创建一个fib数列生成器的coroutine,小小练习一下:

fib = Fiber.new do  
   x, y = 0, 1 
   loop do  
    Fiber.yield y 
    x,y = y,x+y 
   end 
end 
20.times { puts fib.resume }


coroutinue最常用的场合就是合作并发的程序,producer和consumer是最典型的方式:
一个偶数生产者和消费者:
def even_producer #even number producer
    Fiber.new do
        value = 0
        loop do
            Fiber.yield value
            value += 2
        end
    end
end

def consumer(source)
    Fiber.new do
        10.times do
            next_val = source.resume
            puts next_val
        end
    end
end

consumer(even_producer).resume

在加点东东,加个过滤器,我只想要是3的倍数的偶数:
def multiple_of_three_filter(source)
    Fiber.new do
        loop do
            next_val = source.resume
            Fiber.yield next_val if next_val % 3 == 0
        end
    end
end
consumer(multiple_of_three_filter(even_producer)).resume

我们看到可以像Unix的管道一样将多个coroutine连结起来,我们甚至可以定义像Unix shell一样的
管道操作符Pipelines Using Fibers in Ruby 1.9
even_producer | multiple_of_three_filter | consumer
class PipelineElement
    attr_accessor :source

    def initialize
        @fiber_delegate = Fiber.new do
            process
        end
    end

    def |(other)
        other.source = self
        other
    end

    def resume
        @fiber_delegate.resume
    end

    def process
        while value = input
            handle_value(value)
        end
    end

    def handle_value(value)
        output(value)
    end

    def input
        source.resume
    end

    def output(value)
        Fiber.yield(value)
    end
end

class EvenProducer < PipelineElement
    def process
        value = 0
        loop do
            output(value)
            value += 2
        end
    end
end

class MultipleOf < PipelineElement
    def initialize(factor)
        @factor = factor
        super()
    end

    def handle_value(value)
        output(value) if value % @factor == 0
    end
end

even_producer = EvenProducer.new
multiples_of_three_filter = MultipleOf.new(3)
multiples_of_seven_filter = MultipleOf.new(7)
pipeline = even_producer | multiples_of_three_filter | multiples_of_seven_filter

10.times do 
    puts pipeline.resume
end


使用shell的管道每次需要创建一个进程,而使用coroutine每次只需要创建一个轻量级的Fiber

关于asymmetric coroutine和symmetric coroutine
1)asymmetric coroutine:提供了两种控制转换操作:(re)invoking和suspending一个coroutine,suspending将控制流程返回给coroutine的调用者。这个过程和调用和被调用的routine类似(routine在现代语言中被实现为函数、方法、过程,又叫subroutine),所以这种方式非常容易被使用传统编程语言的程序员接受,这也是大多数语言实现asymmetric coroutine的原因之一,其他的原因:比如lua是和c/c++结合比较紧密的语言,如果实现symmetric coroutine则要求c/c++支持coroutine,这显然是不现实的,另外symmetric的也很容易用asymmetric描述。
2)symmetric coroutine:只提供了一种控制上述操作的操作。
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评论
1 楼 boreas_baosj 2011-04-02  
为什么我每次搜索WSRM1124: No sequence registered with id,都搜到你这篇文章,而且google的快照下面也有显示这个关键字。但是貌似此帖并不是说这个问题的。
LZ是不是写过类似的帖子呢,如果有解决这个错误的方法,请赐教。
错误:com.sun.xml.ws.rx.rm.runtime.sequence.UnknownSequenceException: WSRM1124: No sequence registered with id [ urn:uuid:414e525a-3b88-41b0-8145-cb33abac137a ] 
帖子:http://www.iteye.com/problems/61911
在java.net上看到这样的方式试了也是不行
http://forums.java.net/node/686822

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