深入了解lisp（clojure）-变量

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作者:吕桂强

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clojure中变量可以分为词法变量（lexical）和动态变量（dynamic），有点类似于其它语言中的局部变量和全局变量。

一个变量是一个不需要声明保存类型的可以保存值的具名位置。它可以保存任何类型的值，并且这些值带有用于运行期检查的类型信息。并且如果类型出错会被动态的检测到

eg：（将一个非数字对象传给了+函数）

从这方面来看lisp是一个强类型的且动态类型的语言。

lisp是传值的，但是传递的值是对象的引用。这点和java，python类似。意味着如果一个变量修改了它指向的一个可变对象，这个改动会被应用到任何引用该对象的变量。

 

一种引入新变量的方式是通过函数形参：形参列表定义了在函数被调用的时候保存实参的变量。

eg：（defn foo [x y z] (+ x y z)）

每次函数调用的时候clojure会创建新的绑定保存有调用者传递来的实参，该绑定的生命周期一直到运行期结束。（递归函数的形参会在每一次函数调用的时候重新绑定）

 

另一种引入新变量的方式是使用let特殊操作符。

eg：(let [variable*] body-form*)

variable可以赋初值也可以不赋，下面是一个let将x，y，z分别绑定到1，2，nil上：

(let [[x 1] [y 2] z]

...)

 let函数是一个调用匿名函数的宏，上面的例子可以展开为((fn [x y z] (...)) 1 2 nil)

let在调用结束后，如果该变量在let之前有引用，则会重新指向所引用的对象。
函数定义和let这两种形式我们称之为绑定形式，多个嵌套对同名变量的绑定，内层的变量绑定会覆盖外层的。

clojure的闭包

如果一个匿名函数引用一个封闭作用域的变量就像这样：

(let [count 0] #(fn [] (inc count)))

根据作用域规则lambda表达式中对count的引用是合法的，而且这个引用了count的匿名函数会被当作返回值被let函数返回。

如果我们将这个表达式所创建的闭包赋值给一个全局变量例如：

(def *fn* (let [count 0] #(fn [] (inc count))))

这样我们就可以在外部调用它

USER>（*fn*）

1

USER>（*fn*）

2

当然除此之外多个闭包也可以引用相同的变量

例如：

(let [count 0]

 (list

  #(fn [] (inc count))

  #(fn [] (deccount))

  #(fn [] count)

 )

)

 

动态变量

Clojure里面有4种动态变量类型:Vars,Refs,Atoms 和Agents.

下面这个表格是它们之间的比较：

 这个表格里面提到的函数我们会在后面介绍。

 VarRefAtomAgent目的同步对一个本地线程的变量的修改同步对于一个或者多个动态变量修改同步对于一个变量进行修改对一个变量进行异步修改创建方法(def name initial-value)(ref initial-value)(atom initial-value)(agent initial-value)修改方法(def name new-value)
给变量赋一个新值

---

(alter-var-root
(var name) update-fn args)
使用var和fn动态修改一个函数的引用

---

(set! name new-value) 用在binding内部，修改一个线程本地的值


(ref-set ref new-value)
给变量赋予一个新值，必须在dosync里面调用

---

(alter ref
update-fn arguments)
修改ref的值，必须在dosync里面调用，如果事务开始之后值改变了，那么当前事务会进行重试

---

(commute ref
update-fn arguments)
修改ref的值，必须在dosync 里面调用，即使事务开始之后值改变了，当前事务不会进行重试

(reset! atom new-value)

不管旧的值是什么样子，都会保存新值

---

(compare-and-set! atom current-value new-value)设置新值之前检查旧值如果和current-value相同才会设置并返回true，否则只返回false

---

(swap! atom
update-fn arguments)对compare-and-set!的封装，当返回false的时候会自动重试


(send agent
update-fn arguments)

使用的线程池是(java.util.concurrent.Executors.newFixedThreadPool)线程个数是cpu个数+2

---

(send-off agent
update-fn arguments)使用的线程池是(java.util.concurrent.Executors.newCachedThreadPool)
线程的个数按照实际需要分配

  

注：

1：Software Transactional Memory (STM)：

STM事务里面做的修改只能在事务提交之后才能被别的线程看到。这实现了ACID里面的A（原子性）和I（隔离性）

事务开始之后，如果有别的线程对这个Ref做了改动，事务将会回滚到开始的状态，这就实现了C（一致性）

2：send 在分配一个action给Agent之后会立刻返回，action运行结束后，将返回值赋值给Agent。
使用的线程池是(java.util.concurrent.Executors.newFixedThreadPool)线程个数是cpu个数+2
send-off与set类似，使用的线程池是(java.util.concurrent.Executors.newCachedThreadPool)
线程的个数按照实际需要分配。
当send，send-off 函数在事务里调用的时候。该action会一直等到线程提交的时候才被发送给另外一个线程去执行。