scala - 如何使涉及 future 尾递归的函数？

Question

在我的 Scala 应用程序中，我有一个函数调用一个返回 Future[T] 类型结果的函数。我需要在我的递归函数调用中传递映射结果。我希望这是尾递归的，但是 map (或 flatMap)正在破坏这样做的能力。我收到错误“递归调用不在尾部位置”。

下面是这种情况的一个简单示例。如何修改这使得调用是尾递归的(不破坏带有 Await.result() 的 Futures 的好处)？

import scala.annotation.tailrec
import scala.concurrent.{Await, Future}
import scala.concurrent.duration._

implicit val ec = scala.concurrent.ExecutionContext.global

object FactorialCalc {
  def factorial(n: Int): Future[Int] = {

    @tailrec
    def factorialAcc(acc: Int, n: Int): Future[Int] = {
      if (n <= 1) {
        Future.successful(acc)

      } else {
        val fNum = getFutureNumber(n)
        fNum.flatMap(num => factorialAcc(num * acc, num - 1))
      }
    }

    factorialAcc(1, n)
  }

  protected def getFutureNumber(n: Int) : Future[Int] = Future.successful(n)
}

Await.result(FactorialCalc.factorial(4), 5.seconds)

Answer 1

我可能弄错了，但在这种情况下，您的函数不需要尾递归。

尾递归帮助我们在使用递归函数时不消耗堆栈。但是，在您的情况下，我们实际上并没有像典型的递归函数那样消耗堆栈。

这是因为“递归”调用将在执行上下文中的某个线程上异步发生。所以很可能这个递归调用甚至不会与第一次调用驻留在同一个堆栈中。
factorialAcc方法将创建最终将异步触发“递归”调用的 future 对象。之后，它立即从堆栈中弹出。

所以这实际上不是堆栈递归，堆栈不会与 n 成比例增长，它大致保持恒定大小。

您可以通过在 factorialAcc 中的某个点抛出异常来轻松检查这一点。方法并检查堆栈跟踪。

我重写了你的程序以获得更易读的堆栈跟踪:

object Main extends App {
  import scala.concurrent.{Await, Future}
  import scala.concurrent.duration._

  implicit val ec = scala.concurrent.ExecutionContext.global

  def factorialAcc(acc: Int, n: Int): Future[Int] = {

    if (n == 97)
      throw new Exception("n is 97")

    if (n <= 1) {
      Future.successful(acc)

    } else {
      val fNum = getFutureNumber(n)
      fNum.flatMap(num => factorialAcc(num * acc, num - 1))
    }
  }


  def factorial(n: Int): Future[Int] = {
      factorialAcc(1, n)
  }

  protected def getFutureNumber(n: Int) : Future[Int] = Future.successful(n)

  val r = Await.result(factorial(100), 5.seconds)
  println(r)

}

输出是:

Exception in thread "main" java.lang.Exception: n is 97
at test.Main$.factorialAcc(Main.scala:16)
at test.Main$$anonfun$factorialAcc$1.apply(Main.scala:23)
at test.Main$$anonfun$factorialAcc$1.apply(Main.scala:23)
at scala.concurrent.Future$$anonfun$flatMap$1.apply(Future.scala:278)
at scala.concurrent.Future$$anonfun$flatMap$1.apply(Future.scala:274)
at scala.concurrent.impl.CallbackRunnable.run(Promise.scala:29)
at scala.concurrent.impl.ExecutionContextImpl$$anon$3.exec(ExecutionContextImpl.scala:107)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java:262)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinPool$WorkQueue.runTask(ForkJoinPool.java:975)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinPool.runWorker(ForkJoinPool.java:1478)
at scala.concurrent.forkjoin.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:104)

所以你可以看到堆栈实际上很短。如果这是堆栈递归，您应该会看到大约 97 次对 factorialAcc 的调用。方法。相反，您只会看到一个。