programação functional reativa: lidando com código assíncrono
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Palestra da QCon São Paulo, 2014TRANSCRIPT
Programação Funcional Reativa: Lidando com código assíncrono
QCon São Paulo, 2014
Leonardo Borges @leonardo_borges www.leonardoborges.com www.thoughtworks.com
Sobre‣ Consultor Senior na ThoughtWorks Australia ‣ Entusiasta de Programação Functional ‣ Clojure geek ‣ Fundador do Grupo de Usuários Clojure de Sydney
‣ No momento escrevendo o livro “Clojure Reactive Programming”
var result = 1;!numbers.forEach(function(n){! if(n % 2 === 0) {! result *= n;! }!});!console.log( result );!// 8!
var numbers = [1,2,3,4,5];
Em programação imperativa, descrevemos computações como uma serie de ações que modificam o estado do programa
Em programação imperativa, descrevemos computações como uma serie de ações que modificam o estado do programa
var result = 1;!numbers.forEach(function(n){! if(n % 2 === 0) {! result *= n;! }!});!console.log( result );!// 8!
var numbers = [1,2,3,4,5]; Requer uma variável para armazenar
estado
var result = 1;!numbers.forEach(function(n){! if(n % 2 === 0) {! result *= n;! }!});!console.log( result );!// 8!
var numbers = [1,2,3,4,5];
Iteramos sobre os itens do array
Em programação imperativa, descrevemos computações como uma serie de ações que modificam o estado do programa
var result = 1;!numbers.forEach(function(n){! if(n % 2 === 0) {! result *= n;! }!});!console.log( result );!// 8!
var numbers = [1,2,3,4,5];
E na mesma função filtramos os itens…
Em programação imperativa, descrevemos computações como uma serie de ações que modificam o estado do programa
var result = 1;!numbers.forEach(function(n){! if(n % 2 === 0) {! result *= n;! }!});!console.log( result );!// 8!
var numbers = [1,2,3,4,5];
…e efetuamos a multiplicação.
Em programação imperativa, descrevemos computações como uma serie de ações que modificam o estado do programa
Já em programação funcional, descrevemos o que queremos fazer e não como queremos fazê-lo
var numbers = [1,2,3,4,5];
var result = numbers! .filter(function(n){ return n % 2 === 0; })! .reduce(function(acc, n){! return acc * n;! });!console.log( result );!// 8!
Já em programação funcional, descrevemos o que queremos fazer e não como queremos fazê-lo
var numbers = [1,2,3,4,5];
var result = numbers! .filter(function(n){ return n % 2 === 0; })! .reduce(function(acc, n){! return acc * n;! });!console.log( result );!// 8!
Nenhuma variável necessária para a
mesma computação
Já em programação funcional, descrevemos o que queremos fazer e não como queremos fazê-lo
var numbers = [1,2,3,4,5];
var result = numbers! .filter(function(n){ return n % 2 === 0; })! .reduce(function(acc, n){! return acc * n;! });!console.log( result );!// 8! E temos duas funções que
podem ser re-utilizadas de forma independente
A programação funcional reativa traz o mesmo princípio para valores com os quais lidamos no dia-a-dia:
eventos DOM como clicks, key presses, movimentos do mouse, chamadas Ajax…
Antes de definir um pouco mais formalmente o que eh FRP, vamos
olhar um exemplo
Movimentos em um jogovar JUMP = 38, CROUCH = 40,! LEFT = 37, RIGHT = 39,! FIRE = 32;!!function goRight (){! $('h1').html("Ir para a direita...");!}!!function goLeft (){! $('h1').html("Ir para a esquerda...");!}!!function jump (){! $('h1').html("Pular...");!}!!function crouch (){! $('h1').html("Abaixar...");!}!!function fire (){! $('h1').html("Atirar...");!}
Movimentos em um jogo: estilo imperativo
$(window.document).keyup(function(event){! switch(event.keyCode){! case JUMP :! jump();! break;! case CROUCH:! crouch();! break;! case LEFT :! goLeft();! break;! case RIGHT :! goRight();! break;! case FIRE :! fire();! break;! };!});
Temos problemas similares ao exemplo anterior
Porém, podemos imaginar que key presses são um stream de teclas
Para a versão funcional, utilizaremos o framework de FRP RxJS
Movimentos em um jogo: estilo funcional
var source = Rx.Observable.fromEvent(window.document, 'keyup');
function isKey (keyCode){! return function(event){! return event.keyCode === keyCode;! };!}
source.filter(isKey(FIRE)).subscribe(fire);!source.filter(isKey(JUMP)).subscribe(jump);!source.filter(isKey(CROUCH)).subscribe(crouch);!source.filter(isKey(LEFT)).subscribe(goLeft);!source.filter(isKey(RIGHT)).subscribe(goRight);!
Um pouco mais sobre FRP
‣ Criado em 1997 por Conal Elliott na forma do framework Fran para Haskell ‣ Desde então foi implementada em diversas linguagens e frameworks: Rx(.NET|JS|Java), reactive-banana (Haskell), Bacon.js, Elm-lang (compile-to-JS) e outros… ‣ Introduz duas abstrações principais: Behaviors e Events
Exemplo de Behavior: posição do cursor do mouse
function mouseXYBehavior(){! var behavior = new Rx.BehaviorSubject([0,0]);! $(window.document).mousemove(function(event){! behavior.onNext([event.clientX, event.clientY]);! });! return behavior;!}
var xyBehavior = mouseXYBehavior();!xyBehavior.subscribe(function(xy){! $('h1').html('(' + xy[0] + ',' + xy[1] + ')');!});!!
console.log( xyBehavior.value );!
Um pouco mais sobre Rx - Rx 101
Rx.Observable.returnValue(42)! .map(function(value){ return value * 2; })! .subscribe(function(value){! console.log( value );! });!!
// 84!
Um pouco mais sobre Rx - Rx 101
Rx.Observable.fromArray([10, 20, 30])! .map(function(value){ return value * 2; })! .reduce(function(acc, value){ return acc + value; })! .subscribe(function(value){! console.log( value );! });!!
// 120
Um pouco mais sobre Rx - Rx 101function projectRange(n){! return Rx.Observable.fromArray(_.range(n));!}!!
Rx.Observable.fromArray([1, 2, 3])! .flatMap(projectRange)! .subscribe(function(value){! console.log( value );! });!!
// 0!// 0!// 1!// 0!// 1!// 2
?
Rx.Observable.fromArray([1, 2, 3])
1 2 3
Rx.Observable.fromArray([1, 2, 3])! .flatMap(projectRange)
projectRange(2)
0 1
projectRange(1)
0
projectRange(3)
0 1 2
0 0 1 0 1 2
Combinar Observables dessa forma é uma técnica poderosa como veremos mais adiante
E comunicação com a rede?
E comunicação com a rede?
‣ Callback hell :( ‣ Promises melhoram um pouco mas tem limitações ‣ Funcionam bem para um nível de valores ‣ Porém são um mecanismo pobre de composição ‣ E se tivermos uma série de valores que muda ao decorrer do tempo?
Exemplo: uma simples aplicação de votos
O que queremos:
‣ Mostrar os resultados da pergunta atual ‣ Atualizar os resultados a cada 2 segundos ‣ Se a pergunta atual for a mesma que a pergunta anterior, atualizamos o resultado. Senão: ‣ Paramos com a atualização periódica; ‣ Mostramos uma mensagem de countdown; ‣ Mostramos a pergunta anterior com os resultados; ‣ Reiniciamos a atualização periódica
Resultados da parte servidor da aplicação
{! id: 1,! question: "Which is the best music style?",! results: {! a: 8,! b: 20,! c: 15! }!}!
A idéia principal
Primeiro, tornamos os resultados em um Observable
4 3 3 2 1 1
Depois, duplicamos o Observable, pulando um elemento
4 3 3 2 1 1
5 4 3 3 2 1
skip(1)
Finalmente, zippamos os Observables
4 3 3 2 1 1
5 4 3 3 2 1
zip
[5,4] [4,3] [3,3] [3,2] [2,1] [1,1]
Agora temos acesso em um único observable a ambos os resultados
Demo
https://github.com/leonardoborges/qcon2014-frp-code
Recapitulando a idéia principalfunction resultsObservable () {! return Rx.Observable.create(function(observer){! $.get( "/polls/current/results", function(data) {! observer.onNext(data);! observer.onCompleted();! return function () {! console.log('disposed');! };! });! });!}
Recapitulando a idéia principal
function resultsConnectable () {! var obs = Rx.Observable! .interval(2000)! .flatMap(resultsObservable)! .publish()! .refCount();! var obs1 = obs.skip(1);! return Rx.Observable.zipArray(obs, obs1);!}!
Tornamos os resultados em um
Observable
Recapitulando a idéia principal
function resultsConnectable () {! var obs = Rx.Observable! .interval(2000)! .flatMap(resultsObservable)! .publish()! .refCount();! var obs1 = obs.skip(1);! return Rx.Observable.zipArray(obs, obs1);!}!
Duplicamos o mesmo, pulando um
elemento
Recapitulando a idéia principal
function resultsConnectable () {! var obs = Rx.Observable! .interval(2000)! .flatMap(resultsObservable)! .publish()! .refCount();! var obs1 = obs.skip(1);! return Rx.Observable.zipArray(obs, obs1);!}!
Finalmente, “zippamos” os Observables
Show! Será que existe uma forma mais simples de implementar a mesma funcionalidade?
Certamente!
A mesma funcionalidade, explorando mais da API de Rx
function resultsBuffer () {! return Rx.Observable! .interval(2000)! .flatMap(resultsObservable)! .bufferWithCount(2, 1);!}
Explore e entenda a fundo a API do seu framework de FRP favorito: muito provavelmente o que você precisa já foi
implementado por alguém
Em ambas as soluções, não precisamos de uma variável extra para armazenar a pergunta anterior
Pensar de forma funcional e utilizar um framework de FRP nos permite implementar soluções simples
e robustas
"FRP is about handling time-varying values like they were regular values" - Haskell Wiki
(FRP lida com valores que mudam ao decorrer do tempo como se fossem valores regulares)
Exemplo bônus: API Reativa para AWSfunction resourcesStream (stackName) {! return Rx.Observable.create(function(observer){! cloudFormation.describeStackResources({StackName: stackName}, function(err, data){! if (err) {! observer.onError("Error");! observer.onCompleted();! } else {! observer.onNext(data);! observer.onCompleted();! }! });! });!}
Exemplo bônus: API Reativa para AWSfunction ec2InstanceStream (physicalResourceIds) {! return Rx.Observable.create(function(observer){! ec2.describeInstances({InstanceIds: physicalResourceIds}, function (err, data) {! if (err) {! observer.onError("Error");! observer.onCompleted();! } else {! observer.onNext(data);! observer.onCompleted();! }! });! });!}
Exemplo bônus: API Reativa para AWS
function dbInstanceStream (physicalResourceId) {! return Rx.Observable.create(function(observer){! rds.describeDBInstances({DBInstanceIdentifier: physicalResourceId}, function (err, data) {! if (err) {! observer.onError("Error");! observer.onCompleted();! } else {! observer.onNext(data);! observer.onCompleted();! }! });! });!}
Exemplo bônus: API Reativa para AWS
resourcesStream('my-stack')! .filter(isEC2)! .map(".PhysicalResourceId")! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;})! .flatMap(ec2InstanceStream);!
Exemplo bônus: API Reativa para AWSvar ec2Data = resourcesStream('my-stack')! .filter(isEC2)! .map(".PhysicalResourceId")! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;})! .flatMap(this.ec2InstanceStream);
var rdsData = resourcesStream('my-stack')! .filter(isRDS)! .map(".PhysicalResourceId")! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;})! .flatMap(dbInstanceStream);!
Exemplo bônus: API Reativa para AWSvar ec2Data = resourcesStream('my-stack')! .filter(isEC2)! .map(".PhysicalResourceId")! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;})! .flatMap(this.ec2InstanceStream);
var rdsData = resourcesStream('my-stack')! .filter(isRDS)! .map(".PhysicalResourceId")! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;})! .flatMap(dbInstanceStream);!
Exemplo bônus: API Reativa para AWS
ec2Data! .merge(rdsData)! .reduce([], function(acc, resource) { acc.push(resource); return acc;});!
Simples de entender, manter e testar. FRP #FTW!
Obrigado! Perguntas?
Leonardo Borges @leonardo_borges
www.leonardoborges.com www.thoughtworks.com
Referências‣ Código: https://github.com/leonardoborges/qcon2014-frp-code !
‣ RxJS: https://github.com/Reactive-Extensions/RxJS ‣ RxJava: https://github.com/Netflix/RxJava !
Outras implementações: ‣ Bacon.js: https://github.com/baconjs/bacon.js ‣ Reactive Banana: http://www.haskell.org/haskellwiki/Reactive-banana ‣ Elm: http://elm-lang.org/