生成带有延续的 Javascript 代码背后的技巧是什么？

Question

我正在寻找一种方法来向 Javascript 添加一种非常具体的非抢占式多线程形式。 Mozilla 的 Javascript 1.7 支持使用 yield 的本机协程，但我不喜欢使用特定于浏览器的解决方案。我看到有几种延续或协程的实现，它们基于将带注释的 Javascript 代码转换为纯 Javascript。一些示例是 StratifiedJS、叙事 Javascript 和 jwacs。

我不需要一个功能齐全的框架来模拟 Javascript 异步调用；我只是需要它来实现我想要实现的非常具体的用途。因此，上述库对我来说是多余的。

有人可以向我指出此类预处理器使用的基本“技巧”吗？是否有一些特殊的语言 hack 可以在 Javascript 中实现延续，但代价是生成一些额外的代码？欢迎任何相关参考。

Answer 1

这是连续传球风格。

Javascript 是 Lisp，但在语法上披着 C 的外衣。

因为 Javascript 本质上是一种函数式语言，所以真正疯狂的技巧是可能的，比如延续传递风格。但这些技巧令人头疼。

总而言之，延续是下一步做什么的概念——作为可以调用的东西提供，就像函数一样。我有时也将延续视为保存的调用帧堆栈：您可以将函数调用堆栈保存为执行状态，并稍后返回或仅“调用”此状态。

有人证明，通过将代码转换为延续传递风格，您可以获得延续的力量。哇！这确实令人印象深刻：

只需进行源代码转换，您就拥有了延续的力量。

现在，Javascript 的问题是它的 C 语法。用C语法进行源代码转换是很困难的。使用 Lisp 语法会更容易，但仍然乏味且容易出错。

我们很幸运，一些非常聪明的人为我们做了艰苦的工作。这项艰苦的工作需要使用 Javascript 解析器，因为这种转换的真正含义是什么？总而言之，这意味着重新排序操作的顺序，使得真正先完成的事情排在第一位。

f(g(a + x))

首先执行加法a + x，然后函数调用g()，然后调用f()。共有三个子表达式。在 CPS 转换中，子表达式的结果被传递到延续。这涉及创建许多内部辅助函数作为临时延续。这可能会变得复杂而乏味，正如我们将在下面看到的。

在 http://en.wikipedia.org/wiki/Continuation-passing_style 中，示例函数

(define (pyth x y)
  (sqrt (+ (* x x) (* y y))))

转换为

(define (pyth& x y k)
  (*& x x (lambda (x2)
      (*& y y (lambda (y2)
               (+& x2 y2 (lambda (x2py2)
                          (sqrt& x2py2 k))))))))

这对应于对于 Javacript，

function pyth(x, y) {
    return Math.sqrt(x * x + y * y);
}

但 *、+ 和 Math.sqrt() 不是 CPS 有意义的函数。

但为了举例，假设 *、+ 和 Math.sqrt() 是 Web 服务。这很重要，因为 Javascript Web 服务调用是异步的。每个使用过异步调用的人都知道组合它们的结果会变得多么复杂。使用预处理库或生成器，可以更轻松地处理异步结果。

因此，让我们以不同的方式编写示例：

function pyth(x, y) {
    return sqrt(add(mul(x, x), mul(y, y)));
}

然后 CPS 转换可能如下所示：

function pyth_cps(x, y, k) {
  mul_cps(x, x, function(x2) {
    mul_cps(y, y, function(y2) {
      add_cps(x2, y2, function(x2py2) {
        sqrt_cps(x2py2, k);
      })
    })
  });
}

我们看到生成的代码被从里到外撕裂，并且变得完全不可读。每个功能都进行了转换。他们都得到了一个神奇的参数k。这就是延续。在javascript中，它是一个获取操作结果的函数。调用堆栈 k 深处的某个地方被调用。在我们的示例中，sqrt() 的 CPS 变换此处未显示。

另请注意，CPS 转换后的函数永远不会返回。他们只是用计算结果调用延续。这可能会导致堆栈耗尽。所有 Javascript CPS 转换器都需要处理这个问题。在Scheme中这不是必需的，因为所有调用都是尾调用。尾调用不需要额外的调用框架。在 Javascript 中需要蹦床或类似的技术。不要直接调用延续，而是调用助手并将结果和延续传递给它。帮助程序在无限循环中运行，始终调用和返回，并避免堆栈耗尽。

那么，为什么这个 CPS 赋予我们延续的力量呢？这是因为延续只是接下来要做的事情。如果我们始终将下一步要做的事情作为附加参数 k 并始终将当前表达式的结果传递给它，那么我们就在代码中实现了这个概念。然而，正如我们所看到的，这种“总是随身携带”的实现起来很乏味。

即使我们让源代码预处理器来完成艰苦的工作，这也是一个高昂的代价。为什么我们应该使用延续？可以抽象控制流。 Seaside 是一个 Web 应用程序框架，它使用延续来抽象浏览器的无状态请求流。用户交互可以被简洁地建模——人们不再考虑请求，而是考虑交互流。这只是延续的力量的众多例子之一。这种力量对于很多人来说似乎也很奇怪，甚至有些可怕。