Scala 都有哪些自动资源管理替代方案？

Posted 2023-02-14

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【中文标题】Scala 都有哪些自动资源管理替代方案？【英文标题】：What Automatic Resource Management alternatives exist for Scala?Scala 有哪些自动资源管理替代方案？ 【发布时间】：2011-01-13 12:37:55 【问题描述】：

我在网上看到了很多 Scala 的 ARM（自动资源管理）示例。写一个似乎是一种仪式，尽管大多数看起来很像。不过，我确实看到了一个使用延续的非常酷的示例。

无论如何，很多代码都有某种类型的缺陷，所以我认为在 Stack Overflow 上有一个参考是一个好主意，我们可以在这里投票选出最正确和最合适的版本。

【问题讨论】：

如果不是社区 wiki，这个问题会产生更多答案吗？请注意是否在社区 wiki 奖励声誉中投票答案... 唯一引用可以为 ARM 添加另一个安全级别，以确保在调用 close() 之前将资源引用返回给管理器。 thread.gmane.org/gmane.comp.lang.scala/19160/focus=19168 @retronym 我认为唯一性插件将是一场革命，而不是延续。而且，事实上，我认为这是 Scala 中的一件事，它很可能会在不久的将来被移植到其他语言。当它出现时，让我们确保相应地编辑答案。 :-) 因为我需要能够嵌套多个 java.lang.AutoCloseable 实例，每个实例都依赖于前一个成功实例化的实例，所以我终于找到了一个对我非常有用的模式。我把它写成类似 *** 问题的答案：***.com/a/34277491/501113 【参考方案1】：

Chris Hansen 的 blog entry 'ARM Blocks in Scala: Revisited' from 3/26/09 谈到了 Martin Odersky 的 FOSDEM presentation 的幻灯片 21。下一个块直接取自幻灯片 21（经许可）：

def using[T <:  def close() ]
    (resource: T)
    (block: T => Unit) 

  try 
    block(resource)
   finally 
    if (resource != null) resource.close()

--结束报价--

那么我们可以这样调用：

using(new BufferedReader(new FileReader("file")))  r =>
  var count = 0
  while (r.readLine != null) count += 1
  println(count)

这种方法有什么缺点？这种模式似乎可以解决我需要自动资源管理的 95%...

编辑：添加代码sn-p

Edit2：扩展设计模式 - 从 python with 语句和寻址中获取灵感：

在块之前运行的语句根据托管资源重新抛出异常用一个 using 语句处理两个资源通过提供隐式转换和Managed 类进行资源特定处理

这是 Scala 2.8。

trait Managed[T] 
  def onEnter(): T
  def onExit(t:Throwable = null): Unit
  def attempt(block: => Unit): Unit = 
    try  block  finally 
  


def using[T <: Any](managed: Managed[T])(block: T => Unit) 
  val resource = managed.onEnter()
  var exception = false
  try  block(resource)  catch  
    case t:Throwable => exception = true; managed.onExit(t)
   finally 
    if (!exception) managed.onExit()
  


def using[T <: Any, U <: Any]
    (managed1: Managed[T], managed2: Managed[U])
    (block: T => U => Unit) 
  using[T](managed1)  r =>
    using[U](managed2)  s => block(r)(s) 
  


class ManagedOS(out:OutputStream) extends Managed[OutputStream] 
  def onEnter(): OutputStream = out
  def onExit(t:Throwable = null): Unit = 
    attempt(out.close())
    if (t != null) throw t
  

class ManagedIS(in:InputStream) extends Managed[InputStream] 
  def onEnter(): InputStream = in
  def onExit(t:Throwable = null): Unit = 
    attempt(in.close())
    if (t != null) throw t
  


implicit def os2managed(out:OutputStream): Managed[OutputStream] = 
  return new ManagedOS(out)

implicit def is2managed(in:InputStream): Managed[InputStream] = 
  return new ManagedIS(in)


def main(args:Array[String]): Unit = 
  using(new FileInputStream("foo.txt"), new FileOutputStream("bar.txt"))  
    in => out =>
    Iterator continually  in.read()  takeWhile( _ != -1) foreach  
      out.write(_)

【讨论】：

还有其他选择，但我并不是要暗示这有什么问题。我只想在 Stack Overflow 上找到所有这些答案。 :-) 你知道标准API中是否有这样的东西吗？一直为自己写这个似乎是件苦差事。自此发布以来已经有一段时间了，但是如果 out 构造函数抛出，第一个解决方案不会关闭内部流，这可能不会在这里发生，但在其他情况下这可能会很糟糕。 close 也可以抛出。致命异常之间也没有区别。第二个到处都有代码气味，比第一个优势为零。您甚至会丢失实际类型，因此对于 ZipInputStream 之类的东西将毫无用处。如果块返回迭代器，您建议如何执行此操作？【参考方案2】：

丹尼尔，

我最近刚刚部署了用于自动资源管理的 scala-arm 库。你可以在这里找到文档：https://github.com/jsuereth/scala-arm/wiki

这个库支持三种使用方式（目前）：

1) 命令式/for-表达式：

import resource._
for(input <- managed(new FileInputStream("test.txt")) 
// Code that uses the input as a FileInputStream

2) 单子风格

import resource._
import java.io._
val lines = for  input <- managed(new FileInputStream("test.txt"))
                  val bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input)) 
                  line <- makeBufferedReaderLineIterator(bufferedReader)
                 yield line.trim()
lines foreach println

3) 定界延续样式

这是一个“echo”tcp 服务器：

import java.io._
import util.continuations._
import resource._
def each_line_from(r : BufferedReader) : String @suspendable =
  shift  k =>
    var line = r.readLine
    while(line != null) 
      k(line)
      line = r.readLine
    
  
reset 
  val server = managed(new ServerSocket(8007)) !
  while(true) 
    // This reset is not needed, however the  below denotes a "flow" of execution that can be deferred.
    // One can envision an asynchronous execuction model that would support the exact same semantics as below.
    reset 
      val connection = managed(server.accept) !
      val output = managed(connection.getOutputStream) !
      val input = managed(connection.getInputStream) !
      val writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(output)))
      val reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input))
      writer.println(each_line_from(reader))
      writer.flush()

代码使用资源类型特征，因此它能够适应大多数资源类型。它有一个回退，可以通过 close 或 dispose 方法对类使用结构类型。请查看文档，如果您想添加任何方便的功能，请告诉我。

【讨论】：

是的，我看到了。我想看一下代码，看看你是如何完成一些事情的，但我现在太忙了。无论如何，由于问题的目标是提供对可靠 ARM 代码的参考，因此我将其作为公认的答案。【参考方案3】：

这是使用延续的James Iry 解决方案：

// standard using block definition
def using[X <: def close(), A](resource : X)(f : X => A) = 
   try 
     f(resource)
    finally 
     resource.close()
   


// A DC version of 'using' 
def resource[X <: def close(), B](res : X) = shift(using[X, B](res))

// some sugar for reset
def withResources[A, C](x : => A @cps[A, C]) = resetx

以下是用于比较的带有和不带有延续的解决方案：

def copyFileCPS = using(new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) 
  reader => 
   using(new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt"))) 
      writer => 
        var line = reader.readLine
        var count = 0
        while (line != null) 
          count += 1
          writer.write(line)
          writer.newLine
          line = reader.readLine
        
        count
      
    
  


def copyFileDC = withResources 
  val reader = resource[BufferedReader,Int](new BufferedReader(new FileReader("test.txt")))
  val writer = resource[BufferedWriter,Int](new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt")))
  var line = reader.readLine
  var count = 0
  while(line != null) 
    count += 1
    writer write line
    writer.newLine
    line = reader.readLine
  
  count

Tiark Rompf 的改进建议如下：

trait ContextType[B]
def forceContextType[B]: ContextType[B] = null

// A DC version of 'using'
def resource[X <: def close(), B: ContextType](res : X): X @cps[B,B] = shift(using[X, B](res))

// some sugar for reset
def withResources[A](x : => A @cps[A, A]) = resetx

// and now use our new lib
def copyFileDC = withResources 
 implicit val _ = forceContextType[Int]
 val reader = resource(new BufferedReader(new FileReader("test.txt")))
 val writer = resource(new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt")))
 var line = reader.readLine
 var count = 0
 while(line != null) 
   count += 1
   writer write line
   writer.newLine
   line = reader.readLine
 
 count

【讨论】：

Doesn't using(new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt"))) 在 BufferedWriter 构造函数失败时遇到问题？每个资源都应该包装在 using 块中... @Jaap 这是suggested by Oracle 的风格。 BufferedWriter 不会抛出已检查的异常，因此如果抛出任何异常，程序预计不会从中恢复。【参考方案4】：

目前Scala 2.13 终于支持：try with resources 使用 Using :)，示例：

val lines: Try[Seq[String]] =
  Using(new BufferedReader(new FileReader("file.txt")))  reader =>
    Iterator.unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList

或使用Using.resource避免Try

val lines: Seq[String] =
  Using.resource(new BufferedReader(new FileReader("file.txt")))  reader =>
    Iterator.unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList

您可以从Using doc 中找到更多示例。

用于执行自动资源管理的实用程序。它可用于执行使用资源的操作，然后以与创建资源相反的顺序释放资源。

【讨论】：

能否也添加Using.resource 变体？ @DanielC.Sobral，当然，刚刚添加。你会如何为 Scala 2.12 编写这个？这是一个类似的using 方法：

def using[A &lt;: AutoCloseable, B](resource: A)                                   (block: A =&gt; B): B =     try block(resource) finally resource.close()

【参考方案5】：

我看到了在 Scala 中进行 ARM 的逐步演进 4 步：

没有 ARM：污垢仅闭包：更好，但有多个嵌套块 Continuation Monad：使用 For 将嵌套变平，但不自然地分隔为 2 个块直接风格延续：Nirava，啊哈！这也是最类型安全的替代方案：withResource 块之外的资源将出现类型错误。

【讨论】：

请注意，Scala 中的 CPS 是通过 monad 实现的。 :-) Mushtaq, 3) 您可以在不是 continuation 的 monad 的 monad 中进行资源管理 4) 使用我的 withResources/resource 分隔的 continuations 代码进行资源管理不再是（也不少于）类型安全而不是“使用”。仍然可能忘记管理需要它的资源。比较 using(new Resource()) first => val second = new Resource() //哎呀！ // 使用资源 // 只有第一次被关闭 withResources val first = resource(new Resource()) val second = new Resource() // 哎呀！ // 使用资源... // 只有第一次被关闭 Daniel，Scala 中的 CPS 就像任何函数式语言中的 CPS。它是使用 monad 的分隔延续。詹姆斯，谢谢你的解释。坐在印度，我只希望我在那儿听你的 BASE 演讲。等着看你什么时候把这些幻灯片放到网上:)【参考方案6】：

更好的文件中包含轻量级（10 行代码）ARM。见：https://github.com/pathikrit/better-files#lightweight-arm

import better.files._
for 
  in <- inputStream.autoClosed
  out <- outputStream.autoClosed
 in.pipeTo(out)
// The input and output streams are auto-closed once out of scope

如果您不想要整个库，以下是它的实现方式：

  type Closeable = 
    def close(): Unit
  

  type ManagedResource[A <: Closeable] = Traversable[A]

  implicit class CloseableOps[A <: Closeable](resource: A)         
    def autoClosed: ManagedResource[A] = new Traversable[A] 
      override def foreach[U](f: A => U) = try 
        f(resource)
       finally 
        resource.close()

【讨论】：

这很不错。我采用了与这种方法类似的方法，但为 CloseableOps 而不是 foreach 定义了 map 和 flatMap 方法，以便理解不会产生可遍历。【参考方案7】：

如何使用 Type 类

trait GenericDisposable[-T] 
   def dispose(v:T):Unit

...

def using[T,U](r:T)(block:T => U)(implicit disp:GenericDisposable[T]):U = try 
   block(r)
 finally  
   Option(r).foreach  r => disp.dispose(r)

【讨论】：

【参考方案8】：

另一种选择是 Choppy 的 Lazy TryClose monad。数据库连接非常好：

val ds = new JdbcDataSource()
val output = for 
  conn  <- TryClose(ds.getConnection())
  ps    <- TryClose(conn.prepareStatement("select * from MyTable"))
  rs    <- TryClose.wrap(ps.executeQuery())
 yield wrap(extractResult(rs))

// Note that Nothing will actually be done until 'resolve' is called
output.resolve match 
    case Success(result) => // Do something
    case Failure(e) =>      // Handle Stuff

还有流：

val output = for 
  outputStream      <- TryClose(new ByteArrayOutputStream())
  gzipOutputStream  <- TryClose(new GZIPOutputStream(outputStream))
  _                 <- TryClose.wrap(gzipOutputStream.write(content))
 yield wrap(gzipOutputStream.flush(); outputStream.toByteArray)

output.resolve.unwrap match 
  case Success(bytes) => // process result
  case Failure(e) => // handle exception

更多信息在这里：https://github.com/choppythelumberjack/tryclose

【讨论】：

【参考方案9】：

这是@chengpohi 的答案，经过修改，它适用于 Scala 2.8+，而不仅仅是 Scala 2.13（是的，它也适用于 Scala 2.13）：

def unfold[A, S](start: S)(op: S => Option[(A, S)]): List[A] =
  Iterator
    .iterate(op(start))(_.flatMap case (_, s) => op(s) )
    .map(_.map(_._1))
    .takeWhile(_.isDefined)
    .flatten
    .toList

def using[A <: AutoCloseable, B](resource: A)
                                (block: A => B): B =
  try block(resource) finally resource.close()

val lines: Seq[String] =
  using(new BufferedReader(new FileReader("file.txt")))  reader =>
    unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList

【讨论】：

【参考方案10】：

虽然Using 可以，但我更喜欢单子风格的资源组合。 Twitter Util 的 Managed 非常好，除了它的依赖项和不太完善的 API。

为此，我为 Scala 2.12、2.13 和 3.0.0 发布了 https://github.com/dvgica/managerial。很大程度上基于 Twitter Util Managed 代码，没有依赖关系，一些 API 改进受到猫效应 Resource 的启发。

简单的例子：

import ca.dvgi.managerial._
val fileContents = Managed.from(scala.io.Source.fromFile("file.txt")).use(_.mkString)

但图书馆的真正实力是composing resources via for comprehensions。

让我知道你的想法！

【讨论】：

以上是关于Scala 都有哪些自动资源管理替代方案？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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