Cats Effect 3のDeferredでGoroutine / channelっぽいことをする

GolangにはGoroutineという良いやつがある。非同期処理をいい感じにやってくれる賢い軽量スレッドだよ。

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そして、Goroutine同士はchannelという概念を通じて会話することができる。

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他方、Scalaの非同期処理をいい感じにやるライブラリであるCats Effectにも似たことをする機能がある。

Deferred[A]は、一回だけ入力することができるchannelのようなもの。

IO.defered[A] -- deferredを生成する。
deferred.complete(a: A) -- deferredに値を渡して完了させる。
deferred.get -- deferredから値を取得しようと試みる。その間論理的にブロックする。
- 論理的にブロック: 実際にスレッドがブロックするのではなく、Cats Effectランタイムはスレッドを他の処理に使い回す。
一度completeしたDeferredからは何度でもgetできる

例えば、このように使う:

trait LikeGoroutine {
  import scala.concurrent.duration._
  import scala.language.postfixOps
  import cats.effect.Deferred

  def runGoroutine = for {
    _ <- showThreadInfo *> IO.println("Running three Fibers")
    chan <- IO.deferred[Int]
    _ <- (triggerAfterThreeSeconds(chan), waitForChan(chan), waitForChan(chan)) parTupled
  } yield ()

  def triggerAfterThreeSeconds(chan: Deferred[IO, Int]): IO[Unit] = {
    for {
      _ <- showThreadInfo *> IO.println("trigger Deferred after 3 seconds...")
      _ <- IO.sleep(3 seconds)
      _ <- showThreadInfo *> IO.println("triggering")
      _ <- chan.complete(42)
    } yield ()
  }

  def waitForChan(chan: Deferred[IO, Int]): IO[Unit] = {
    for {
      _ <- showThreadInfo *> IO.println("waiting for Deferred...")
      n <- chan.get
      _ <- showThreadInfo *> IO.println(s"got value $n !!")
    } yield ()
  }

  def showThreadInfo: IO[Unit] = IO.print(s"[${Thread.currentThread().getName()}] ")
}

runGoroutineを実行すると、出力は以下のようになる:

Available #CPU: 12
[io-compute-5] Running three Fibers
[io-compute-5] trigger Deferred after 3 seconds...
[io-compute-5] waiting for Deferred...
[io-compute-5] waiting for Deferred...
[io-compute-12] triggering
[io-compute-7] got value 42 !!
[io-compute-15] got value 42 !!

runGoroutineの中では、chanという名前でDeferred[Int]を作成している。その後、triggerAfterThreeSecondsと、2つのwaitForChanとをparTupledによって並行実行している。

triggerAfterThreeSecondsがその名の通り3秒後にchanに値を押し込むまで、waitForChanは別スレッドで待ち続ける。3秒経過すると、waitForChanのchan.getがブロック解除され、got value 42 !!と表示されている。