📜  Clojure-并发编程

📅  最后修改于: 2020-11-05 04:09:11             🧑  作者: Mango


在Clojure编程中,大多数数据类型都是不可变的,因此,在进行并行编程时,当这些代码在多个处理器上运行时,使用这些数据类型的代码非常安全。但是很多时候,需要共享数据,当涉及到跨多个处理器共享数据时,在与多个处理器一起工作时,有必要确保在完整性方面保持数据状态。这称为并发编程,Clojure提供了对此类编程的支持。

通过dosync,ref,set,alter等公开的软件事务存储系统(STM)支持以同步和协调的方式在线程之间共享更改状态。代理系统支持以异步和独立的方式在线程之间共享更改状态。原子系统支持以同步和独立的方式在线程之间共享变化的状态。而通过def,bind等公开的动态var系统支持隔离线程内的变化状态。

其他编程语言也遵循并发编程模型。

  • 它们直接引用可以更改的数据。

  • 如果需要共享访问,则对象被锁定,值被更改,并且该过程继续进行下一次对该值的访问。

在Clojure中没有锁,但是对不变的持久数据结构的间接引用。

Clojure中有三种引用类型。

  • Vars-更改隔离在线程中。

  • 参考-更改在线程之间同步和协调。

  • 代理-涉及线程之间的异步独立更改。

关于并行编程,在Clojure中可以进行以下操作。

交易次数

Clojure中的并发基于事务。引用只能在事务内更改。以下规则适用于交易。

  • 所有更改都是原子的和孤立的。
  • 对引用的每次更改都在事务中发生。
  • 没有交易看到其他交易产生的效果。
  • 所有事务都放置在dosync块内。

我们已经了解了dosync块的作用,让我们再次看一下。

同步

在包含表达式和任何嵌套调用的事务中运行表达式(隐式执行)。如果该线程上没有任何事务,则启动事务。任何未捕获的异常都将中止事务并退出dosync。

以下是语法。

句法

(dosync expression)

参数-‘expression’是将在dosync块中出现的一组表达式。

返回值-无。

让我们看一个示例,其中我们尝试更改参考变量的值。

(ns clojure.examples.example
   (:gen-class))
(defn Example []
   (def names (ref []))
   (alter names conj "Mark"))
(Example)

输出

上面的程序在运行时给出以下错误。

Caused by: java.lang.IllegalStateException: No transaction running
   at clojure.lang.LockingTransaction.getEx(LockingTransaction.java:208)
   at clojure.lang.Ref.alter(Ref.java:173)
   at clojure.core$alter.doInvoke(core.clj:1866)
   at clojure.lang.RestFn.invoke(RestFn.java:443)
   at clojure.examples.example$Example.invoke(main.clj:5)
   at clojure.examples.example$eval8.invoke(main.clj:7)
   at clojure.lang.Compiler.eval(Compiler.java:5424)
   ... 12 more

从错误中您可以清楚地看到,如果不先启动事务,就无法更改引用类型的值。

为了使上面的代码起作用,我们必须像下面的程序中那样将alter命令放在dosync块中。

(ns clojure.examples.example
   (:gen-class))
(defn Example []
   (def names (ref []))
   
   (defn change [newname]
      (dosync
         (alter names conj newname)))
   (change "John")
   (change "Mark")
   (println @names))
(Example)

上面的程序产生以下输出。

输出

[John Mark]

让我们看看dosync的另一个示例。

(ns clojure.examples.example
   (:gen-class))
(defn Example []
   (def var1 (ref 10))
   (def var2 (ref 20))
   (println @var1 @var2)
   
   (defn change-value [var1 var2 newvalue]
      (dosync
         (alter var1 - newvalue)
         (alter var2 + newvalue)))
   (change-value var1 var2 20)
   (println @var1 @var2))
(Example)

在上面的示例中,我们在dosync块中更改了两个值。如果事务成功,则两个值都将更改,否则整个事务将失败。

上面的程序产生以下输出。

输出

10 20
-10 40