有一个 rust function 暂停执行并多次返回值而不丢失其堆栈

Question

我正在从事一个计算时间很长的项目，我将有数百个节点运行它，作为我实现的一部分，我有一个状态处理程序对象/结构，它与 API 对话并获取所需的信息，如 arguments，状态处理程序然后调用主密集 function。

它为了密切关注计算密集型 function 我希望它以完成的百分比返回状态处理程序 function 以便状态处理程序可以更新 API 然后允许密集型 function 继续计算而不会丢失任何堆栈（例如 it 变量和文件句柄）

我查看了 async function 但它们似乎只返回一次。

先感谢您！

Answer 1

异步实际上可以暂停和恢复，但它适用于 IO 绑定程序，这些程序基本上一直在等待一些外部 IO。 它不适用于计算繁重的任务。

关于如何解决这个问题，我想到了两种方法：

• 线程和通道
• 回调

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解决方案 1：线程和通道

use std::{sync::mpsc, thread, time::Duration};

struct StatusUpdate {
    task_id: i32,
    percent: f32,
}
impl StatusUpdate {
    pub fn new(task_id: i32, percent: f32) -> Self {
        Self { task_id, percent }
    }
}

fn expensive_computation(id: i32, status_update: mpsc::Sender<StatusUpdate>) {
    status_update.send(StatusUpdate::new(id, 0.0)).unwrap();
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    status_update.send(StatusUpdate::new(id, 33.3)).unwrap();
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    status_update.send(StatusUpdate::new(id, 66.6)).unwrap();
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    status_update.send(StatusUpdate::new(id, 100.0)).unwrap();
}

fn main() {
    let (status_sender_1, status_receiver) = mpsc::channel();
    let status_sender_2 = status_sender_1.clone();

    thread::spawn(move || expensive_computation(1, status_sender_1));
    thread::spawn(move || expensive_computation(2, status_sender_2));

    for status_update in status_receiver {
        println!(
            "Task {} is done {} %",
            status_update.task_id, status_update.percent
        );
    }
}

Task 1 is done 0 %
Task 2 is done 0 %
Task 1 is done 33.3 %
Task 2 is done 33.3 %
Task 1 is done 66.6 %
Task 2 is done 66.6 %
Task 2 is done 100 %
Task 1 is done 100 %

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解决方案 2：回调

use std::{thread, time::Duration};

struct StatusUpdate {
    task_id: i32,
    percent: f32,
}
impl StatusUpdate {
    pub fn new(task_id: i32, percent: f32) -> Self {
        Self { task_id, percent }
    }
}

fn expensive_computation<F: FnMut(StatusUpdate)>(id: i32, mut update_status: F) {
    update_status(StatusUpdate::new(id, 0.0));
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    update_status(StatusUpdate::new(id, 33.3));
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    update_status(StatusUpdate::new(id, 66.6));
    thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
    update_status(StatusUpdate::new(id, 100.0));
}

fn main() {
    expensive_computation(1, |status_update| {
        println!(
            "Task {} is done {} %",
            status_update.task_id, status_update.percent
        );
    });
}

Task 1 is done 0 %
Task 1 is done 33.3 %
Task 1 is done 66.6 %
Task 1 is done 100 %

请注意，使用通道解决方案可以更轻松地同时处理不同线程上的多个计算。 使用回调，线程之间的通信很难/不可能。

我是否可以暂停执行昂贵的 function 而我对该数据执行某些操作然后允许它恢复？

不，这不是线程可以完成的事情。 一般来说。

您可以以低于主线程的优先级运行它们，这意味着它们不会被积极调度，从而减少主线程中的延迟。 但一般来说，操作系统是抢占式的，能够在线程之间来回切换，所以你不必担心“暂停”。

Answer 2

您要的是generators ，目前不稳定。 您可以在nightly上试验它们，或者手动创建像它们一样工作的东西并手动调用它（尽管它的语法不如生成器）。 例如这样的事情：

enum Status<T, K> {
    Updated(T),
    Finished(K)
}

struct State { /* ... */ }

impl State {
    pub fn new() -> Self {
        Self { /* ... */ }
    }
    
    pub fn call(self) -> Status<Self, ()> {
        // Do some update on State and return
        // State::Updated(self). When you finised
        // return State::Finished(()). Note that this
        // method consumes self. You could make it take
        // &mut self, but then you would have to worry
        // about how to prevent it beeing called after
        // it finished. If you want to return some intermidiate
        // value in each step you can make Status::Updated
        // contain a (state, value) instead.
        
        todo!()
    }
}

fn foo() {
    let mut state = State::new();
    
    let result = loop {
        match state.call() {
            Status::Updated(s) => state = s,
            Status::Finished(result) => break result
        }
    };
}