理解 rust 中的 futures(三)

构建我们自己的 future

从上层来看，我们需要实现以下几个部分来让 future 工作：一个 runner，future trait 以及 poll type。

首先是 runner

如果没有一个方式来执行它的话，我们的 future 什么都不会做。既然我们要实现自己的 futures，因此我们也需要实现自己的 runner。在这个练习中，我们会近似的模拟异步调用，而不是真正的异步。futures 是基于拉模式，而不是推模式，这使得 futures 的抽象是零成本的，同时也意味着一旦 futures 被开始轮询，它有责任在自己准备好下次轮询的时候通知 executor。了解这个过程是怎样工作的细节对理解 futures 是如何创建并串联起来的很重要。我们的 executor 是一个很简略的实现，它只能运行一个 future，并且不能执行真正意义上的异步调用。Tokio 的文档中有更多关于 future 运行时的信息。

下面是我们对 executor 的一个简单实现：

use std::cell::RefCell;

thread_local!(static NOTIFY: RefCell<bool> = RefCell::new(true));

struct Context<'a> {
    waker: &'a Waker,
}

impl<'a> Context<'a> {
    fn from_waker(waker: &'a Waker) -> Self {
        Context { waker }
    }

    fn waker(&self) -> &'a Waker {
        &self.waker
    }
}

struct Waker;

impl Waker {
    fn wake(&self) {
        NOTIFY.with(|f| *f.borrow_mut() = true)
    }
}

fn run<F>(mut f: F) -> F::Output
where
    F: Future,
{
    NOTIFY.with(|n| loop {
        if *n.borrow() {
            *n.borrow_mut() = false;
            let ctx = Context::from_waker(&Waker);
            if let Poll::Ready(val) = f.poll(&ctx) {
                return val;
            }
        }
    })
}

run 是类型 F 的一个泛型函数，其中 F 是 future 类型。返回类型是 Output，是在 Future trait 中定义的关联类型，这个我们后面再看。

这个函数的内容是对真正 runner 所做工作的模拟。它会一直循环直到收到 future 准备好再次轮询的通知。当 future 准备好的时候，run 函数返回(这里 future 准备好被再次轮询和 future 准备好，是两个不同的概念)。Context 和 Waker 类型是对 future::task 模块中定义的同步类型的模型，原始定义可以在这里找到。这们在这里的定义是为了使程序可以通过编译，具体的讨论超出了我们这篇博客的范围，你们可以自己去研究它们是如何工作的。

Poll 像下面定义的一个简单的泛型枚举类型。

enum Poll<T> {
    Ready(T),
    Pending
}