如何从Async [IO]创建Async [Future]

Question

我正在尝试在doobie存储库的代码中隐式添加Async和Sync。Sync和Async [F]可以正常工作IO。我想将它们转换为未来并面临问题

我试图从IO创建自己的Aync

def futureAsync(implicit F: MonadError[Future, Throwable]): Async[Future] = new Async[Future] {
    override def async[A](k: (Either[Throwable, A] => Unit) => Unit): Future[A] = IO.async(k).unsafeToFuture()

    override def asyncF[A](k: (Either[Throwable, A] => Unit) => Future[Unit]): Future[A] =
      throw new Exception("Not implemented Future.asyncF")

    override def suspend[A](thunk: => Future[A]): Future[A] = thunk

    override def bracketCase[A, B](acquire: Future[A])(use: A => Future[B])(release: (A, ExitCase[Throwable]) => Future[Unit]): Future[B] =
      throw new Exception("Not implemented Future.bracketCase")

    override def raiseError[A](e: Throwable): Future[A] = F.raiseError(e)

    override def handleErrorWith[A](fa: Future[A])(f: Throwable => Future[A]): Future[A] = F.handleErrorWith(fa)(_ => f(new Exception("")))

    override def pure[A](x: A): Future[A] = F.pure(x)

    override def flatMap[A, B](fa: Future[A])(f: A => Future[B]): Future[B] = F.flatMap(fa)(f)

    override def tailRecM[A, B](a: A)(f: A => Future[Either[A, B]]): Future[B] = F.tailRecM(a)(f)
  }

我对asyncF和bracketCase中的两个函数的实现感到震惊，请问有什么可以帮助的吗？

Answer 1

正如Reactormonk在上面的评论中所说，不可能编写具有正确语义的Asyncfor 实例Future，因为Asyncextends Sync并Sync需要可重复运行的计算的表示形式，而Scala的Future在定义和运行时就开始运行。不能重新运行。

非法实例

不过，亲自了解这一点很有启发性，我鼓励您尝试编写自己的可编译但（必要时）非法的Async[Future]实例，而无需查看下一个代码块。但是，出于示例的目的，这是我脑海中的一个快速草图：

import scala.concurrent.{ExecutionContext, Future, Promise}
import scala.util.{Failure, Success}
import cats.effect.{Async, ExitCase, IO}

def futureAsync(implicit c: ExecutionContext): Async[Future] = new Async[Future] {
  def async[A](k: (Either[Throwable, A] => Unit) => Unit): Future[A] =
    IO.async(k).unsafeToFuture()

  def asyncF[A](k: (Either[Throwable, A] => Unit) => Future[Unit]): Future[A] = {
    val p = Promise[A]()
    val f = k {
      case Right(a) => p.success(a)
      case Left(e) => p.failure(e)
    }
    f.flatMap(_ => p.future)
  }

  def suspend[A](thunk: => Future[A]): Future[A] = Future(thunk).flatten

  def bracketCase[A, B](acquire: Future[A])(use: A => Future[B])(
    release: (A, ExitCase[Throwable]) => Future[Unit]
  ): Future[B] = acquire.flatMap { a =>
    use(a).transformWith {
      case Success(b) => release(a, ExitCase.Completed).map(_ => b)
      case Failure(e) => release(a, ExitCase.Error(e)).flatMap(_ => Future.failed(e))
    }
  }

  def raiseError[A](e: Throwable): Future[A] = Future.failed(e)
  def handleErrorWith[A](fa: Future[A])(f: Throwable => Future[A]): Future[A] =
    fa.recoverWith { case t => f(t) }

  def pure[A](x: A): Future[A] = Future.successful(x)
  def flatMap[A, B](fa: Future[A])(f: A => Future[B]): Future[B] = fa.flatMap(f)
  def tailRecM[A, B](a: A)(f: A => Future[Either[A, B]]): Future[B] = f(a).flatMap {
    case Right(b) => Future.successful(b)
    case Left(a) => tailRecM(a)(f)
  }
}

这样可以很好地编译，并且可能在某些情况下可以工作（但请不要实际使用它！）。但是，我们说过它没有正确的语义，我们可以通过使用cats-effect的laws模块来证明这一点。

检查法律

首先，我们需要一些不需要您担心的东西：

import cats.kernel.Eq, cats.implicits._
import org.scalacheck.Arbitrary

implicit val throwableEq: Eq[Throwable] =  Eq.by[Throwable, String](_.toString)
implicit val nonFatalArbitrary: Arbitrary[Throwable] =
  Arbitrary(Arbitrary.arbitrary[Exception].map(identity))

implicit def futureEq[A](implicit A: Eq[A], ec: ExecutionContext): Eq[Future[A]] =
  new Eq[Future[A]] {
    private def liftToEither(f: Future[A]): Future[Either[Throwable, A]] =
      f.map(Right(_)).recover { case e => Left(e) }

      def eqv(fx: Future[A], fy: Future[A]): Boolean =
        scala.concurrent.Await.result(
        liftToEither(fx).zip(liftToEither(fy)).map {
          case (rx, ry) => rx === ry
        },
        scala.concurrent.duration.Duration(1, "second")
      )
  }

然后，我们可以定义一个检查Async实例法律的测试：

import cats.effect.laws.discipline.{AsyncTests, Parameters}
import org.scalatest.FunSuite
import org.typelevel.discipline.scalatest.Discipline

object FutureAsyncSuite extends FunSuite with Discipline {
  implicit val ec: ExecutionContext = ExecutionContext.global

  implicit val params: Parameters =
    Parameters.default.copy(allowNonTerminationLaws = false)

  checkAll(
    "Async",
    AsyncTests[Future](futureAsync).async[String, String, String]
  )
}

然后我们可以运行法律测试：

scala> FutureAsyncSuite.execute()
FutureAsyncSuite:
- Async.async.acquire and release of bracket are uncancelable
- Async.async.ap consistent with product + map
- Async.async.applicative homomorphism
...

您会看到大多数测试都是绿色的。这个实例可以解决很多问题。

违反法律的地方

但是，它确实显示了三个失败的测试，包括以下内容：

- Async.async.repeated sync evaluation not memoized *** FAILED ***
  GeneratorDrivenPropertyCheckFailedException was thrown during property evaluation.
   (Discipline.scala:14)
    Falsified after 1 successful property evaluations.
    Location: (Discipline.scala:14)
    Occurred when passed generated values (
      arg0 = "???",
      arg1 = org.scalacheck.GenArities$$Lambda$7154/1834868832@1624ea25
    )
    Label of failing property:
      Expected: Future(Success(????????))
  Received: Future(Success(???))

如果查看法则定义，您会看到这是一个测试，它使用定义了一个Future值，delay然后多次对其进行排序，如下所示：

val change = F.delay { /* observable side effect here */ }
val read = F.delay(cur)

change *> change *> read

其他两个失败是类似的“未记录”违规。这些测试应该看到副作用发生了两次，但是在我们的情况下，不可能编写delay或suspend以Future这种方式进行写（尽管值得尝试，以使自己确信是这种情况）。

你应该怎么做

综上所述：您可以编写一个Async[Future]实例，使其通过78项Async法律测试中的75项，但是不可能编写通过所有这些测试的实例，并且使用非法实例是一个非常糟糕的主意：两个潜在用户您的代码和库（例如Doobie）将假定您的实例合法，并且如果您不遵守此假设，则可能会打开复杂而烦人的错误之门。

值得注意的是，为此编写一个Future具有合法Async实例的最小包装并不难（例如Rerunnable，我的catbird库中为Twitter的未来提供了一个包装）。cats.effect.IO不过，您确实应该坚持使用，并使用提供的转换在使用传统的Future基于API的代码的任何部分中与期货进行来回转换。