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newLISP で On Lisp する...第21章(その2)

(この blog は、“short short story または 晴耕雨読な日々”からの引越してきたもの。スクリプトは、newLISP V10.2.1 以降で動作するように書き直しています。
defun 等の newLISP組込関数に無い関数は、特に断らない限り、newlisp-utility.lsponnewlisp.lsp に定義してあります。)

 今回は、第21章 マルチプロセス の動作例ですが、その前に前回紹介したコードの修正です。

(define *default-proc*
  (make-proc (state (fn (x)
                        (print "\n>>")
                        (print (eval-string (read-line) 'MAIN))
                        (pick-process)))))

 eval-string文 に、context シンボルのオプションを追加しています。何故かは、後ほど。

 手始めに、マクロforkx から 。前回紹介したコードを動かすには、2010/ 8/24版以降の onnewlisp.lspnewlisp-utility.lsp が必要です(i+ は newlisp-utility.lsp に、=defun は onnewlisp.lsp に定義してあります)。

> [cmd]
(=defun foo (x)
  (print "Foo was called with " x ".\n")
  (=values (i+ x)))
[/cmd]
(lambda (*cont* _x) 
 (letex ((x _x)) 
  (begin 
   (print "Foo was called with " x ".\n") 
   (=values (i+ x)))))
> (forkx (foo 2) 25)
(foo 2)
> *procs*
(gensym12)
> (proc-state gensym12)
(lambda (gensym11) (foo 2) (pick-process))
> (proc-pri gensym12)
25
> 

 *procs* に登録されたプロセスが gensym変数なのは、context版構造体の仕様です。 stateフィールドのラムダ式の最後に (pick-process) がありますから、継続してプロセスが実行されます。デフォルトのプロセス *default-proc* でも、最後に、pick-process を呼び出していますしね。
 次にマクロprogram を

> [cmd]
(program two-foos (a b)
  (forkx (foo a) 25)
  (forkx (foo b) 25)) 
[/cmd]
(lambda (*cont* _a _b) 
 (letex ((a _a) (b _b)) 
  (begin 
   (setq *procs* nil) 
   (begin 
    (forkx (foo a) 25) 
    (forkx (foo b) 25)) 
   (catch 
    (while true 
     (pick-process)) '*halt*) *halt*)))
> (two-foos 1 2)
Foo was called with 2.
Foo was called with 1.

>>(halt)
nil
> 

 優先順位が同じですから、後から追加されたプロセスから実行されます。
 しかし、優先順位を変えて実行すると、

> [cmd]
(program two-foos (a b)
  (forkx (foo a) 25)
  (forkx (foo b) 12)) 
[/cmd]
(lambda (*cont* _a _b) 
 (letex ((a _a) (b _b)) 
  (begin 
   (setq *procs* nil) 
   (begin 
    (forkx (foo a) 25) 
    (forkx (foo b) 12)) 
   (catch 
    (while true 
     (pick-process)) '*halt*) *halt*)))
> (two-foos 1 2)
Foo was called with 1.
Foo was called with 2.

>>(halt)
nil
> 

 優先度の高いプロセスから実行されます。
 ここで、先頭に >> がある行は、pick-process 中でデフォルトのプロセス *default-proc* が動作している状態です。そして、それは、multiple-value-bind 中で動作しています。ところで、multiple-value-bind は、multiple-value-bind の context で定義しています。つまり、デフォルトのプロセス *default-proc* の eval-string 文が multiple-value-bind の context で引数を評価してしまうのです。そのため、冒頭のスクリプト、eval-string が引数の文字列を評価する時に使う context を指定することにした訳です。普通の関数処理なら、問題ないのですが、、、
 さて、言い訳はこれくらいにして、次は、マクロwait の動作、 wait 式を1つ持つプロセス です。

> (define *open-doors* '())
()
> [cmd]
(=defun pedestrian ()
  (wait d (car *open-doors*)
    (print "\nEntering " (term d) ".\n")))
[/cmd]
(lambda (*cont*) 
 (letex () 
  (begin 
   (wait d (car *open-doors*) (print "\nEntering " (term d) ".\n")))))
> (program ped () (forkx (pedestrian) 1))
(lambda (*cont*) 
 (letex () 
  (begin 
   (setq *procs* nil) 
   (begin 
    (forkx (pedestrian) 1)) 
   (catch 
    (while true 
     (pick-process)) '*halt*) *halt*)))
> (ped)

>>(push 'door *open-doors*)
(MAIN:door)
Entering MAIN:door.

>>(halt)
nil
> 

 *open-doors* に要素が入るまで、本体のコードの実行が抑制されます。(MAIN:door) は、push の戻り値ですが、MAIN の context が付いてきているのは、前述の理由です。pedestrian で、format の代わりに使っている newLISP組込printterm を使い、出力から context 部分を取り除いています。

 予定外に長くなってきたので(汗)、黒板を使った同期 からは、次回に。

 以上、如何でしょうか?

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newLISP で On Lisp する...第21章(その1)

(この blog は、“short short story または 晴耕雨読な日々”からの引越してきたもの。スクリプトは、newLISP V10.2.1 以降で動作するように書き直しています。
defun 等の newLISP組込関数に無い関数は、特に断らない限り、newlisp-utility.lsponnewlisp.lsp に定義してあります。)

 第21章 マルチプロセス に入ります。

 実は、newLISP は、マルチプロセス対応なのですが、Linux/Unix バージョンのみの機能です。残念ながら、私が使っている windows バージョンでは、使えません(泣)。それだけに、実装し甲斐がある?(笑)

 最初の プロセスの抽象化 にある、マルチプロセス対応の基本要素は、そのまま適用されます。それらは、実装で見てもらった方が早いでしょう。

 実装 では、まず、プロセスの構造体とその生成 を定義します。とはいっても、newLISP には、構造体がありません。以前定義した構造体マクロを使います。第20章で定義した継続渡しマクロと共に onnewlisp.lsp に追加しました。

(defstruct proc pri state wait)

(define *procs* '())
(define *proc* '())

(define *halt* (gensym))

(define *default-proc*
  (make-proc (state (fn (x)
                        (print "\n>>")
                        (print (eval-string (read-line) 'MAIN))
                        (pick-process)))))

(define-macro (forkx)
; (forkx expr pri)
  (letex (_expr (args 0)
          _pri (args 1)
          _gvar (gensym))
    (push (make-proc
            (state (fn (_gvar)
                       _expr
                       (pick-process)))
            (pri _pri))
          *procs*)
    '_expr))

(define-macro (program)
; (program name args &body body)
  (letex (_name (args 0)
          _args (args 1)
          _body (cons 'begin (2 (args))))
  (=defun _name _args
           (setq *procs* nil)
           _body
      (catch (while true (pick-process)) '*halt*) *halt*)))

 早速、継続渡しマクロが使われます。“On Lisp” 本書と、ほぼ同様な実装です。letex が多用されているとか、nil が 空リストになるとか、defvar は define になるとかありますけど(笑)。
 構造体の表記は、、“newLISP で構造体を使う” を参照して下さい。コロン(:)を使わず、括弧で括るだけですけど(笑)。
 また、マクロ名fork は forkx と改名してあります。 windowsバージョンでは使えませんが、newLISP組込だからです。
 そして、プロセスのスケジューリング の実装は、こうなります。(defun、remove、multiple-value-bind、values、 reference-inversion:setf は newlisp-utility.lsp に定義してあります)

(define setfr reference-inversion:setf) 

(defun pick-process ()
  ;(println "pick process")
  (multiple-value-bind (p val) (most-urgent-process)
    (setq *proc* p
          *procs* (remove p *procs*))
    ((proc-state p) val)))

(defun most-urgent-process ()
  (let ((proc1 *default-proc*) (max1 -1) (val1 t))
    (dolist (p *procs*)
      (let ((pri (proc-pri p)))
        (if (> pri max1)
            (let ((val (or (not (proc-wait p))
                           ((proc-wait p)))))
               (when val
                 (setq proc1 p
                       max1  pri
                       val1  val))))))
    (values proc1 val1)))

(defun arbitrator (test cont)
  (setfr (proc-state *proc*) cont
         (proc-wait *proc*) test)
  (push *proc* *procs*)
  (pick-process))

(define-macro (wait)
; (wait parm test &body body)
  (letex (_parm (args 0)
          _test (args 1)
          _body (cons 'begin (2 (args))))
    (arbitrator (fn () _test)
                (fn (_parm) _body))))

(define-macro (yield)
; (yield &body body)
  (letex (_body (cons 'begin (args))
          _gsym (gensym))
    (arbitrator nil (fn (_gsym) _body))))

(defun setpri (n) (setfr (proc-pri *proc*) n))

(defun halt (val) (throw val))  ; 2008/02/19 corrected

(defun kill (obj)
  (if obj
      (setq *procs* (remove obj *procs*)))
  (pick-process))

 setf の代わりに、reference-inversion:setf を setfr として使っています。構造体定義に context バージョンを使ったのは、これが使えるから。おかげで、こちらも、本書とほぼ同様な定義で済みました。
 さて、気になる動作は、どうなるでしょうか?
 実装だけで長くなってしまったので、動作例は次回に(笑)。

 以上、如何でしょうか?