Part V: 同期と排他制御

概要

本章では、Clojure の STM（Software Transactional Memory）を学びます。

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Ref と dosync

;; ref の作成
(def balance (ref 1000))

;; トランザクション内で更新
(dosync
  (alter balance + 100))

;; 値を取得
@balance  ;; => 1100

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BankAccount 実装

口座作成

(defn create-account
  "銀行口座を作成"
  [id initial-balance]
  {:id id
   :balance (ref initial-balance)})

(defn get-id [account] (:id account))
(defn get-balance [account] @(:balance account))

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入出金

(defn deposit!
  "入金"
  [account amount]
  (dosync
    (alter (:balance account) + amount)))

(defn withdraw!
  "出金（残高チェック付き）"
  [account amount]
  (dosync
    (if (>= @(:balance account) amount)
      (do
        (alter (:balance account) - amount)
        true)
      false)))

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振込（デッドロックフリー）

(defn transfer!
  "振込（STM によるデッドロックフリー）"
  [from to amount]
  (dosync
    (if (>= @(:balance from) amount)
      (do
        (alter (:balance from) - amount)
        (alter (:balance to) + amount)
        true)
      false)))

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STM の特徴

特徴	説明
自動リトライ	競合時に自動的にリトライ
デッドロックフリー	ロック順序の問題なし
一貫性	トランザクション内は一貫
分離性	他のトランザクションから分離

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並行テスト

(let [a1 (create-account 1 1000)
      a2 (create-account 2 1000)
      f1 (future (dotimes [_ 50] (transfer! a1 a2 1)))
      f2 (future (dotimes [_ 50] (transfer! a2 a1 1)))]
  @f1 @f2
  (+ (get-balance a1) (get-balance a2)))
;; => 2000（常に合計金額が保持される）

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次のステップ

Part VI では、ノンブロッキング I/O を学びます。