.NET并发编程-函数式编程

Posted 2021-04-09 西少壁画

本系列学习在.NET中的并发并行编程模式，实战技巧

函数式编程

和面向过程编程 POP （procedure oriented Programming）面向对象编程 OOP （object oriented programming）一样也是一种编程思维。函数式编程 FP （functional programming)和面向过程比较类似，但它更加抽象。

举个

五子 棋，用面向过程编程开发流程就是：  ① 开始游戏->②黑子 先走->③绘制局势->④判断输赢->⑤轮到白子->⑥绘制局势->⑦判断输赢->⑧返回步骤②->⑨输出结果，每一步骤写成单独的函数就是面向过程的编程思维。 优点 逻辑很清晰，较少的抽象 。

面向对 象编程可以从另外一个角度来解决这个问题，本质就是按功能角色划分，将不同的函数封装到不同的对象中。 黑白双方一个对象，棋盘对象用于绘制棋盘局势，规则对象用于判断输赢是否五子连心。 各个对象之间互相通知，互相协调。 优点维护修改方便，如果换成围棋，直接修改规则对象判断棋子是否还有“气”，或者通过面向对象特性去 扩展一个对象。理解起来可能比较困难，实际代码执行可能分散到太多分支上 。

面向函数编程呢？ 函数也是一个独立的存在，它 可以像变量一样在任何地方出现 。 因为在面向过程中，不需要将函数做当方法来调用，直接在过程中调用，像Lambda表达式，对一个集合进行快速处理，不需要额外增加方法，调用出编写一个临时函数即可。

函数

先思考一个问题，函数一定要当做方法放在一个对象中吗？ 答案是否定的，函数并不属于对象，它是独立的。 在函数式编程思维里，函数可以通过变量，参数等方式传递到任何地方，可以在任何地方被调用， 它和基本数据类型的待遇一样 。 函数式语言一直以来都比较低调，直到 并发计算编程瓶颈 的出现。

实现并发

并发容易造成什么问题？ 从单线程到多线程中，共享状态的变化容易 不受控制 。 传统的解决方案就是同步对资源的访问，避免线程之间的争用。 这样也不是万全之策，同步访问 互斥锁容易出现竞态和死锁 。 根本的解决方案应该是不依赖于这些变量，既然是变量，就不能依赖于它的状态。

FP在并发编程上的优势

• 不可变性。在FP中没有变量赋值的概念。对象一旦确定值就不可更改，这在线程之间可以安全的传输。

  
  

• 纯函数。函数不会修改函数体之外的任何类型的输入或数据，也就是纯函数，没有副作用（副作用就是相同的输入可能产生不同的输出）。输出取决于输出，相同的参数传递给纯函数，输出只会是相同的值，产生一致的预期行为。

  
  

• 延迟计算。在FP中按需检索函数的结果，或将大数据流的分析推迟到需要时。

  
  

• 可组合性。组合函数创建更高级的抽象，有利用解决复杂问题。

NULL值的错误

高级语言一般都有NULL值类型。Tony Hoare在1965年设计ALGOL面向对象语言时引入了null引用。大约44年后，他为发明他道歉，称它是10亿美元的错误。

我无法抗拒引入null引用的诱惑，因为它非常容易实现。这导致了无数的错误、漏洞和系统崩溃。

F#是.NET语言的一部分，是一种函数式编程语言 。它就强烈反对null值，鼓励使用不可变的数据结构，天生适用于并发。 C#是在.NET3.5之后也引入函数式范式，增加了诸如lambda表达式和LINQ之类的列表解析功能 。因为都在.NET平台上，F#和C#可以互操作，互相调用，有些复杂场景用F#可以用更简易的方式实现。

    to be contiued!

下集：并发函数式编程技术

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写给普通：

人一旦得到一样东西

就会忘记当初趴在橱窗看它的感觉