Clojure 可变存储类型

Question

我正在尝试从网站上提供的 API 和文档中学习 Clojure。我对 Clojure 中的可变存储有点不清楚，我想确保我的理解是正确的。如果我有任何错误的想法，请告诉我。

编辑：我正在更新它，因为我收到了关于其正确性的 cmets。

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免责声明：所有这些信息都是非正式的，并且可能是错误的。不要使用这篇文章来了解 Clojure 的工作原理。

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Vars 总是包含一个根绑定，也可能包含一个线程绑定。它们与命令式语言中的常规变量相当，不适合在线程之间共享信息。 （感谢 Arthur Ulfeldt）

Refs 是在支持原子事务的线程之间共享的位置，这些原子事务可以更改单个事务中任意数量的 refs 的状态。在退出同步表达式（dosync）时提交事务，并使用 STM 魔法（回滚、队列、等待等）自动解决冲突

代理是通过调度独立的动作函数来改变代理的状态，使信息能够以最小的开销在线程之间异步共享的位置。代理会立即返回，因此是非阻塞的，尽管在分派的函数完成之前不会设置代理的值。

原子是可以在线程之间同步共享的位置。它们支持不同线程之间的安全操作。

以下是我基于何时使用这些结构的友好总结：

• Var 类似于命令式语言中的常规旧变量。 （尽可能避免）
• Atom 与 Vars 类似，但具有线程共享安全性，允许立即读取和安全设置。 （感谢马丁）
• Agent 类似于 Atom，但它不会阻塞它，而是生成一个新线程来计算其值，只有在更改值的过程中才会阻塞，并且可以让其他线程知道它已完成分配。
• Refs 是在事务中锁定自身的共享位置。我们无需让程序员为每段锁定代码决定竞争条件下会发生什么，而是启动一个事务并让 Clojure 处理该事务中 ref 之间的所有锁定条件。

另外，一个相关的概念是函数future。对我来说，future 对象似乎可以被描述为一个同步代理，其中在计算完成之前根本无法访问该值。它也可以被描述为一个非阻塞的 Atom。这些是对未来的准确概念吗？

Answer 1

我认为你关于 Atoms 的结论是错误的：

Atom 与 Vars 类似，但具有线程共享安全性，在值更改之前会阻塞

用swap! 更改原子或用compare-and-set! 更改低级原子。这永远不会阻止任何东西。 swap! 就像只有一个参考的交易：

1. 旧值取自原子并存储在线程本地
2. 该函数应用于旧值以生成新值
3. 如果成功，则使用旧值和新值调用比较和设置；仅当原子的值没有被任何其他线程更改（仍然等于旧值）时，才写入新值，否则操作在 (1) 处重新开始，直到最终成功。

Answer 2

Var 并不总是有根绑定。使用

创建没有绑定的 var 是合法的

(def x)

或

(declare x)

尝试在 x 有值之前对其求值将导致

Var user/x is unbound.
[Thrown class java.lang.IllegalStateException]

Answer 3

Martin 说 Atoms 操作从 1 点重新开始是正确的。直到最终成功。 它也称为旋转等待。 值得注意的是，在锁上确实阻塞了执行操作的线程被阻塞，直到操作成功，所以它是阻塞操作而不是异步操作。

关于 Futures，Clojure 1.1 增加了对 Promise 和 Futures 的抽象。 Promise 是一种同步构造，可用于将值从一个线程传递到另一个线程。在传递该值之前，任何取消引用该承诺的尝试都将被阻止。

(def a-promise (promise))
(deliver a-promise :fred)

Future 代表异步计算。它们是一种让代码在另一个线程中运行并获得结果的方法。

(def f (future (some-sexp)))
(deref f) ; blocks the thread that derefs f until value is available

Answer 4

我发现你的问题有两个问题。

你说：

如果在操作发生时访问代理，则在操作完成之前不会返回值

http://clojure.org/agents 说：

Agent 的状态总是可以立即被任何线程读取

即您永远不必等待获取代理的值（我假设由操作更改的值是代理并自动更改的）。

Agent 的 deref 方法的代码如下所示（SVN 修订版 1382）：

public Object deref() throws Exception{
    if(errors != null)
    {
        throw new Exception("Agent has errors", (Exception) RT.first(errors));
    }
return state;

}

不涉及阻塞。

另外，我不明白你的意思（在你的参考部分）

事务在调用 deref 时提交

当 dosync 块的所有操作都已完成，没有抛出异常并且没有任何事情导致事务被重试时，事务被提交。我认为deref与它无关，但也许我误解了你的意思。

Answer 5

听起来你真的在使用 Clojure！干得好:)

Var 有一个在所有线程中可见的“根绑定”，每个单独的线程都可以更改它看到的值，而不会影响其他线程。如果我的理解是正确的，那么一个 var 不能只存在于一个线程中而没有一个对所有人可见的根绑定，并且在第一次使用 (def ... ) 定义它之前它不能“反弹”。

引用在包含更改的 (dosync ... ) 事务结束时提交，但仅在事务能够以一致状态完成时提交。