「Motoko」探究async与await特性以及遇到trap的回滚规则

async与await：

我们已经知道，actor中的public (shared)函数的返回值类型都必须为"a future"，即以async修饰的其它类型，如async Nat。要访问async 值的结果，future的接受者要使用await表达式。可以总结为：

「await 作为广义上的左值，要接受一个async _ 作为右值」

遇到trap时程序回滚到何处？

A trap是一种不可恢复的运行时故障，例如，由零除、数组索引越界、数值溢出、循环耗尽或断言故障引起。

一种原子共享函数，其执行陷阱对封闭参与者或其环境的状态没有明显影响—任何状态更改都将被还原，它发送的任何消息都将被撤销。事实上，所有状态更改和消息发送在执行期间都是暂时的：它们只有在到达成功的提交点之后才提交。

在到达以下三个“提交点”之后，所有之前的状态更改和消息发送无法被撤回(回滚)：

• 通过最终产生一个结果来隐式退出一个public (shared)函数时；
• 通过return或throw expressions来显式退出时；
• 遇到显式的await表达式时。

接下来举个例子来感受一下：

actor{
    var s = 0; 
    var pinged = false; 
    public func show() : async (Nat, Bool) {
        (s, pinged)
    };

    public func ping() : async () { 
        pinged := true; 
    }; 

    // an atomic method 
    public func atomic() : async () { 
        s := 1; //被回滚
        ignore ping(); //被回滚,因为没有await,还没有真正调用ping()
        ignore 0/0; // trap! 
    };

    // a non-atomic method 
    public func nonAtomic() : async () { 
        s := 1; 
        let f = ping(); 
        s := 2; 
        await f; 
        s := 3; // this will not be rolled back! 
        await f; //会重新调用ping()，f的实质不是ping()的返回值，而是类似于函数的调用接口
        ignore 0/0;// trap! 
    }; 
};

在test_1.mo的程序中，当我们调用atomic()函数后，我们会发现，s的值并没有改变为1，pinged的值也未被改为true。这是因为在遇到ignore 0/0;这个trap时，会直接往回回滚，直到遇见“提交点”。而atomic()函数中并无这样的“提交点”，所以atomic()函数会被完全回滚。

而当我们调用nonAtomic()函数后，我们会发现，s变为3，pinged变为true。这是因为程序只能回滚到最后一个await f;“提交点”。之前的状态更改均已提交，无法撤回。

再看一下代码，我们把atomic函数中的ignore ping();改为await ping();之后再来测试一下。

actor{
    var s = 0; 
    var pinged = false; 
    public func show() : async (Nat, Bool) {
        (s, pinged)
    };

    public func ping() : async () { 
        pinged := true; 
    }; 

    // an atomic method 
    public func atomic() : async () { 
        s := 1; //不会被回滚
        await ping(); //不会被回滚
        ignore 0/0; // trap! 
    };

    // a non-atomic method 
    public func nonAtomic() : async () { 
        s := 1; 
        let f = ping(); 
        s := 2; 
        await f; 
        s := 3; // this will not be rolled back! 
        await f; //会重新调用ping()，f的实质不是ping()的返回值，而是类似于函数的调用接口
        ignore 0/0;// trap! 
    }; 
};

我们发现，await ping();之前的代码并没有被回滚，s和pinged的状态更改均已提交。这符合前面所说的规则。

深入理解：

我举这两个例子来对比是想再表达另外一点：

这里的ping()函数的返回值future可以认为还是这个函数，并不是函数调用的结果，如nonAtomic函数中的let f = ping();，这里的f并不是ping函数中的运算结果，而是a future，还是代表这个函数，函数体并未运行，f的type为async ()，而不是()，需要ignore来“忽略这个返回值”(如test_1.mo的atomic函数中所示那样)，函数返回值并未真正参与到运算结果中。而这里的future(如f)，可以放在await后面来组成一个await表达式，这个表达式的结果就是ping函数真正的运算结果，type为()，不需要ignore(如test_2.mo的atomic函数中所示那样)。