2.7 更多的Effect構造函數

在本章的前面，我們了解了如何使用ZIO.effect構造函數將過程代碼轉換為ZIO效果。ZIO.effect構造函數是一種有用且通用的效果構造函數，但并不適合所有情況：

易犯錯誤。 ZIO.effect構造函數返回的效果可能因任何Throwable類型（ZIO [Any，Throwable，A]）而失敗。 當您將遺留代碼轉換為ZIO并且不知道它是否會引發異常時，這是正確的選擇，但是有時候，我們知道某些代碼不會引發異常（例如檢索系統時間）。

同步。 ZIO.effect構造函數要求我們的過程代碼是同步的，并從捕獲的代碼塊中返回指定類型的某些值。 但是在異步API中，我們必須注冊一個回調，以便在類型A的值可用時調用。 我們如何將異步代碼轉換為ZIO效果？

展開。 ZIO.effect構造函數假定我們正在計算的值沒有包裝在另一個數據類型中，該數據類型具有自己的建模失敗方式。 但是，我們與之交互的一些代碼返回了Option [A]，Either [E，A]，Try [A]甚至是Future [A]。 我們如何從這些類型轉換為ZIO效果？

幸運的是，ZIO有許多強大的構造函數，可自定義失敗處理方案，異步代碼和其他常見數據類型。

2.7.1 純值與不純值

在介紹其他ZIO effect構造函數之前，我們首先需要討論參照透明性。如果我們始終可以在任何程序中將計算替換為其結果，同時仍保留其運行時行為，則諸如2 + 2之類的表達式將是透明的。
例如，考慮以下表達式：

val sum: Int = 2 + 2

我們可以將表達式2 + 2替換為其結果4,我們的程序的運行結果不會有任何改變。
相反，請考慮以下簡單程序，該程序從控制臺讀取一行輸入，然后將其輸出到控制臺：

import scala.io.StdInval echo: Unit = {val line = StdIn.readLine()println(line)}

我們無法將 echo 的代碼塊替換為其結果并維持程序的行為。 echo的結果值只是Unit值，因此，如果將echo替換為其返回值，則將具有：

val echo: Unit = ()

這兩個程序肯定不一樣。 第一個從用戶讀取輸入，并將輸入打印到控制臺，但是第二個程序什么也不做！
我們無法用其計算結果代替echo的原因是它會產生副作用。 它在一邊做事（從控制臺讀取和寫入控制臺）。 這與參照透明函數相反，后者沒有副作用，僅計算值。沒有副作用的表達式稱為純表達式，而主體為純表達式的函數稱為純函數。ZIO.effect構造函數采用副作用代碼，并將其轉換為純值，該值僅描述副作用。

為了了解這一點，讓我們重新了解回聲程序的ZIO實現：

import zio._val readLine = ZIO.effect(StdIn.readLine())def printLine(line: String) = ZIO.effect(println(line))val echo = for {line <- readLine_ <- printLine(line)} yield ()

該程序是參照透明的，因為它僅建立了工作計劃，而沒有產生任何副作用。我們可以用生成的藍圖替換構建此藍圖的代碼，而我們仍然對此echo程序有一個計劃。
因此，我們可以將參照透明性作為另一種角度，去理解"函數式作用是工作藍圖"。函數式作用通過描述副作用而不是執行它們，從而使副作用代碼具有參照透明性。
描述和執行之間的這種分離，解耦"怎么做"和"做什么"之間的混亂，并賦予我們巨大的力量來變換和合成effect，正如我們在本書中將會看到的那樣。
參照透明性是將代碼轉換為ZIO時的一個重要概念，因為如果值或函數是參照透明的，則我們無需將其轉換為ZIO effect。但是，如果不純凈，則需要使用正確的effect構造函數將其轉換為ZIO效果。
即使您不小心將副作用代碼視為純代碼，ZIO也會嘗試做正確的事情。但是，將副作用代碼與ZIO代碼混合在一起可能會導致bug的產生，因此，最好謹慎使用正確的effect構造函數。作為附帶的好處，這將使您的代碼更易于同事閱讀和查看。

2.7.2用于純計算的effect構造器

These constructors are useful primarily when combining other ZIO effects, which have been constructed from side-effecting code, with pure code.
ZIO帶有各種effect構造器，可將純值轉換為ZIO effect。 這些構造函數在和從其他副作用代碼和純代碼構造的ZIO效果組合在一起時非常有用。
此外，即使是純代碼也可以從ZIO的某些功能中受益，例如環境，鍵入錯誤和堆棧安全性。
將純值轉換為ZIO效果的兩種最基本的方法是成功和失敗：

object ZIO {def fail[E](e: => E): ZIO[Any, E, Nothing] = ???def succeed[A](a: => A): ZIO[Any, Nothing, A] = ???}

• ZIO.succeed構造函數將一個值轉換為以該值成功的effect。 例如，ZIO.succeed（42）構造一個以值42成功的effect。ZIO.succeed返回的效果的失敗類型為Nothing，因為使用此構造函數創建的效果不會失敗。
• ZIO.fail構造函數將值轉換為因該值而失敗的效果。 例如，ZIO.fail（new Exception）構造一個因指定的異常而失敗的效果。 ZIO.fail返回的效果的成功類型為Nothing，因為使用此構造函數創建的效果無法成功。
  我們將看到無法成功的效果，無論是因為它們失敗還是因為它們永遠運行，通常都將Nothing用作成功類型。
  除了這兩個基本構造函數外，還有許多其他構造函數可以將標準Scala數據類型轉換為ZIO效果。

import scala.util.Tryobject ZIO {def fromEither[E, A](eea: => Either[E, A]): IO[E, A] = ??? def fromOption[A](oa: => Option[A]): IO[None.type, A] = ??? def fromTry[A](a: => Try[A]): Task[A] = ???}

這些構造函數將原始數據類型的成功和失敗案例轉換為ZIO成功和錯誤類型。
ZIO.fromEither構造函數將Either [E，A]轉換為IO [E，A]效果。如果Either是Left，則生成的ZIO效果將以E失敗，但是如果是Right，則生成的ZIO效果將以A成功。
ZIO.fromTry構造函數類似，不同之處在于錯誤類型固定為Throwable，因為Try只能通過Throwable失敗。
ZIO.fromOption構造函數更有趣，它說明了一個經常出現的想法。請注意，錯誤類型為None.type。這是因為Option只有一種錯誤模式。 Option [A]是帶有值的Some [A]，或者是None，沒有其他信息。
因此，一個Option可能會失敗，但實際上只有一種可能會失敗的方法-值為None。該唯一失敗值的類型為None.type。
這些不是純值唯一的效果構造函數。在本章結尾的練習中，您將探索其他一些構造函數。

2.7.3用于副作用計算的 effect 構造器

最重要的效果構造函數是用于副作用計算的那些。 這些構造函數將過程代碼轉換為ZIO effect，因此它們成為將內容與方法分開的藍圖。
在本章的前面，我們介紹了ZIO.effect。 該構造函數捕獲有副作用的代碼，并將其計算推遲到以后，將代碼中引發的所有異常轉換為ZIO.fail值。
但是，有時我們想將副作用代碼轉換為ZIO效果，但是我們知道副作用代碼不會引發任何異常。 例如，檢查系統時間或生成隨機變量絕對是副作用，但是它們不能引發異常。
對于這些情況，我們可以使用構造函數ZIO.effectTotal，它將程序代碼轉換為不會失敗的ZIO效果：

object ZIO {def effectTotal[A](a: => A): ZIO[Any, Nothing, A] }

2.7.3.1 異步回調轉換

JVM生態系統中的許多代碼都是非阻塞的。 非阻塞代碼不會同步計算并返回值。 相反，當您調用異步函數時，必須提供一個回調。然后，當該值可用時，將使用該值調用您的回調。 （有時這被隱藏在Future或其他異步數據類型的后面。）
例如，假設我們在以下代碼段中顯示了非阻塞查詢API：

def getUserByIdAsync(id: Int)(cb: Option[String] => Unit): Unit = ???

如果我們給此函數一個我們感興趣的id，它將在后臺查找用戶，但立即返回。 然后，在檢索到用戶之后，它將調用我們傳遞給該方法的回調函數。
在類型簽名中使用Option表示沒有用戶使用我們請求的ID。
在以下代碼段中，我們調用getUserByIdAsync，并傳遞一個回調，該回調將在接收到用戶名時簡單地打印出該用戶名：

getUserByIdAsync(0) {case Some(name) => println(name)case None => println("User not found!")}

請注意，對getUserByIdAsync的調用幾乎會立即返回，即使在調用回調函數之前需要一段時間（甚至幾秒鐘或幾分鐘），并且實際上會將用戶名打印到控制臺上。
基于回調的API可以提高性能，因為我們可以編寫更高效的代碼而不會浪費線程。 但是直接使用基于回調的異步代碼可能會很痛苦，導致代碼高度嵌套，從而難以將成功和錯誤信息傳播到正確的位置，并且無法安全地處理資源。
幸運的是，就像之前的Scala的Future一樣，ZIO允許我們獲取異步代碼，并將其轉換為ZIO功能效果。
我們需要執行此轉換的構造函數是ZIO.effectAsync，其類型簽名顯示在以下片段中：

object ZIO {def effectAsync[R, E, A](cb: (ZIO[R, E, A] => Unit) => Any): ZIO[R, E, A] =???}

ZIO.effectAsync的類型簽名可能很難理解，因此讓我們來看一個示例。
要將getUserByIdAsync過程代碼轉換為ZIO，我們可以使用ZIO.effectAsync構造函數，如下所示：

def getUserById(id: Int): ZIO[Any, None.type, String] = ZIO.effectAsync {callback =>getUserByIdAsync(id) {case Some(name) => callback(ZIO.succeed(name))case None => callback(ZIO.fail(None))}}

effectAsync提供的回調,并期望返回ZIO效果，因此，如果用戶存在于數據庫中，則我們使用ZIO.succeed將用戶名轉換為ZIO效果，然后使用此成功效果調用回調。另一方面，如果用戶不存在，則使用ZIO.fail將None轉換為ZIO效果，然后使用此失敗的效果調用回調。
我們不得不花點時間將異步代碼轉換為ZIO函數，但是現在使用此查詢API時，我們不再需要處理回調。現在，我們可以像對待任何其他ZIO函數一樣對待getUserById，并使用flatMap之類的方法來組合其返回值，而這些函數都不會阻塞，并且具有ZIO為我們提供圍繞資源安全性的所有保證。
一旦getUserById計算的結果可用，我們將繼續創建的藍圖中的其他計算。
請注意，在effectAsync中，回調函數只能被調用一次，因此不適用于轉換所有異步API。如果回調可能被調用多次，則可以在ZStream上使用effectAsync構造函數，這將在本書后面討論。

我們將在本章中介紹的最后一個構造函數是ZIO.fromFuture，它將將創建Future的函數轉換為ZIO效果。
此構造函數的類型簽名如下：

def fromFuture[A](make: ExecutionContext => Future[A]): Task[A] = ???

因為Future是正在運行的計算，所以我們在執行此操作時必須非常小心。 fromFuture構造函數不需要Future。 相反，構造函數采用函數ExecutionContext => Future [A]，該函數描述了如何在給定ExecutionContext的情況下制作Future。
盡管在將Future轉換為ZIO效果時不需要使用提供的ExecutionContext，但是如果您使用上下文，則ZIO可以管理Future在更高級別上的運行位置。
如果可能，我們要確保我們的make函數實現創建一個新的Future，而不是返回已經運行的Future。 以下代碼顯示了執行此操作的示例：

def goShoppingFuture(implicitec: ExecutionContext): Future[Unit] =Future(println("Going to the grocery store"))val goShopping: Task[Unit] = Task.fromFuture(implicit ec => goShoppingFuture)

還有許多其他構造函數可以從其他數據類型（例如java.util.concurrent.Future）創建ZIO效果，并提供第三方包以提供從Monix，Cats Effect和其他數據類型的轉換。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2.7 zio入门——更多的Effect构造函数的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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