Какие альтернативы автоматическому управлению ресурсами существуют для Scala?

Question 1

Я видел много примеров ARM (автоматического управления ресурсами) в Интернете для Scala. Написание одного из них кажется своеобразным обрядом, хотя большинство из них очень похожи друг на друга. Я сделал увидеть довольно прохладный пример использования продолжений, хотя.

Во всяком случае, у многих из этого кода есть недостатки того или иного типа, поэтому я подумал, что было бы неплохо иметь ссылку здесь на Stack Overflow, где мы можем проголосовать за наиболее правильные и подходящие версии.

Question 2

На данный момент Scala 2.13 наконец-то поддерживает: try with resourcesс использованием Using :), Пример:

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

или используя Using.resourceизбежатьTry

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

Вы можете найти больше примеров в Использование doc.

Утилита для автоматического управления ресурсами. Его можно использовать для выполнения операции с использованием ресурсов, после чего он освобождает ресурсы в порядке, обратном их созданию.

Question 3

В записи блога Криса Хансена « Блоки ARM в Scala: новый взгляд» от 26 марта 2009 года говорится о слайде 21 презентации FOSDEM Мартина Одерски . Следующий блок взят прямо из слайда 21 (с разрешения):

def using[T <: { def close() }]
    (resource: T)
    (block: T => Unit) 
{
  try {
    block(resource)
  } finally {
    if (resource != null) resource.close()
  }
}

- конец цитаты -

Тогда мы можем позвонить так:

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

В чем недостатки такого подхода? Этот шаблон, похоже, подходит для 95% случаев, когда мне нужно автоматическое управление ресурсами ...

Изменить: добавлен фрагмент кода

Edit2: расширение шаблона проектирования - вдохновение из withинструкции python и адресация:

операторы для запуска перед блоком
повторная генерация исключения в зависимости от управляемого ресурса
обработка двух ресурсов с помощью одного оператора using
обработка, зависящая от ресурса, путем предоставления неявного преобразования и Managedкласса

Это в 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(_) 
    }
  }
}

Question 4

Даниэль,

Недавно я развернул библиотеку scala-arm для автоматического управления ресурсами. Вы можете найти документацию здесь: https://github.com/jsuereth/scala-arm/wiki

Эта библиотека поддерживает три стиля использования (в настоящее время):

1) Императив / выражение для выражения:

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

2) Монадический стиль

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) Стиль продолжения с разделителями

Вот tcp-сервер "echo":

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()
    }
  }
}

В коде используется характеристика типа ресурса, поэтому он может адаптироваться к большинству типов ресурсов. У него есть возможность использовать структурную типизацию для классов с помощью метода close или dispose. Пожалуйста, ознакомьтесь с документацией и дайте мне знать, если вы думаете о добавлении каких-либо полезных функций.

Question 5

Вот решение Джеймса Айри с использованием продолжений:

// 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]) = reset{x}

Вот решения с продолжениями и без них для сравнения:

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
}

А вот предложение Тиарка Ромпфа по улучшению:

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]) = reset{x}

// 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
}

Question 6

Я вижу постепенное четырехэтапное развитие ARM в Scala:

Нет руки: грязь
Только замыкания: лучше, но несколько вложенных блоков
Монада продолжения: используйте For, чтобы сгладить вложение, но неестественное разделение на 2 блока
Прямые продолжения стиля: Нирава, ага! Это также наиболее безопасная альтернатива: ресурс вне блока withResource будет иметь ошибку типа.

Question 7

В состав better-files входит облегченная (10 строк кода) ARM. См. 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

Вот как это реализовано, если вам не нужна вся библиотека:

  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()
      }
    }
  }

Question 8

Как насчет использования классов типов

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) } 
}

Question 9

Другой альтернативой является монада Lazy TryClose от Choppy. С подключениями к базе данных неплохо:

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
}

И с потоками:

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
}

Подробнее здесь: https://github.com/choppythelumberjack/tryclose

Question 10

Вот ответ @chengpohi, измененный так, чтобы он работал со Scala 2.8+, а не только со Scala 2.13 (да, он также работает со 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
  }