2.8 標準ZIO服務

在本章的前面，我們討論了ZIO環境類型，但是我們還沒有使用它來編寫任何程序。 在本書的后面，我們將深入介紹環境，并說明該環境如何為依賴項注入問題提供全面的解決方案。
現在，我們將討論ZIO為每個應用程序提供的基本服務以及如何使用它們。
服務提供了定義明確的接口，可以在測試環境和生產環境中以不同的方式實現這些接口。ZIO根據平臺為所有應用程序提供四到五個不同的默認服務：
1.Clock。 提供與時間和計劃有關的功能。 如果您正在訪問當前時間或計劃在將來某個時間進行計算，則使用此時間。
2. Console. 提供與控制臺輸入和輸出相關的功能。
3. System. 提供用于獲取系統和環境變量的功能的能力。
4. Random. 提供用于生成隨機值的功能。
5. Blocking. 用于工作負載優化，在單獨的Executor上運行阻塞任務。 由于Scala.js不支持阻止，因此該服務僅在JVM上可用。

由于此基本系統功能是作為服務提供的，因此您可以輕松測試使用這些服務的任何代碼，而無需實際與生產實現進行交互。

例如，隨機服務使我們能夠生成隨機數。該服務的Live實現只是委托給scala.util.Random。但這可能并不總是我們想要的實現。 scala.util.Random是不確定的，在生產中可能有用，但會使我們更難測試程序。為了測試隨機服務，我們可能要使用純功能的偽隨機數生成器，該生成器在給定相同初始種子的情況下始終會生成相同的值。這樣，如果測試失敗，我們可以重現失敗并進行調試。
ZIO Test是用于測試ZIO應用程序的工具包，我們將在下一章中對其進行討論，它提供了一個TestRandom來完成此任務。實際上，ZIO Test提供了每個標準服務的測試實現，并且您可以想象也希望提供其他實現。

ZIO提供了針對阻塞任務提供了特定的Executor的默認實現，但是您可以通過多種其他方式針對特定的使用模式調整Executor。

通過根據定義良好的接口定義功能，我們將具體實現推遲到以后。如您將看到的，將這些服務與ZIO一起使用非常容易，但是與此同時，高級用戶具有極大的靈活性來提供這些服務（或您在自己的應用程序中定義的服務）的自定義實現。

使用服務的第二個較小的好處是，您可以使用該功能來記錄效果中正在使用的功能。如果我們看到一個帶有ZIO [Clock，Nothing，Unit]類型簽名的效果，我們可以得出結論，這種效果（不會失敗）正在使用與時間或調度相關的功能（可能不是與隨機數有關的功能）。

但是，這種好處較小，因為只有在您的團隊對接口編碼（而不是實現）有嚴格的紀律時，這才是正確的。因為效果構造函數可以將任何副作用代碼包裝到ZIO值中，所以沒有什么可以阻止我們編寫如下代碼：

val int: ZIO[Any, Nothing, Int] = ZIO.effectTotal(scala.util.Random.nextInt())

在此代碼段中，我們將生成隨機數，但這不會反映在類型簽名中，因為我們直接包裝了scala.util.Random，而不是在Random服務上使用方法。 不幸的是，編譯器無法為我們進行檢查，因此必須確保開發人員對接口的代碼必須通過代碼審查來實施。

因此，我們考慮了“查看”計算使用什么功能的能力，作為使用服務的次要和可選的好處。 主要的好處就是能夠在測試和生產環境中插入不同的實現。現在，讓我們詳細討論每種標準的ZIO服務。

2.8.1 Clock

Clock服務提供與時間和計劃有關的功能。 這包括幾種以不同方式獲取當前時間的方法（currentTime以指定的TimeUnit返回當前時間，currentDateTime以返回當前OffsetDateTime，nanoTime以納米為單位獲取當前時間）。
此外，時鐘服務還包括一種睡眠方法，可用于睡眠一定時間。
以下代碼段顯示了nanoTime和sleep的簽名：

import zio.duration._package object clock {def nanoTime: URIO[Clock, Long]def sleep(duration: => Duration): URIO[Clock, Unit]}

睡眠方法特別重要。 在指定的持續時間過去之前，它不會完成執行，并且像所有ZIO操作一樣，它是非阻塞的，因此在等待時間過去時，它實際上并沒有消耗任何線程。
我們可以使用sleep方法來實現本章前面介紹的延遲運算符：

import zio.clock._import zio.duration._def delay[R, E, A](zio: ZIO[R, E, A])(duration: Duration): ZIO[R with Clock, E, A] = clock.sleep(duration) *> zio

Clock服務是ZIO中所有時間和計劃功能的基礎。 因此，每當重試，重復，計時或ZIO中內置的與時間和調度有關的其他功能時，您都將Clock服務視為環境的組成部分。

2.8.2 Console

控制臺服務提供了有關讀寫控制臺的功能。
到目前為止，在本書中，我們一直在通過使用ZIO.effect構造函數將Scala庫中的過程代碼轉換為ZIO效果與控制臺進行交互。 這有助于說明如何將程序轉換為ZIO，并證明ZIO自己的控制臺功能沒有“魔力”。
但是，直接包裝控制臺功能并不理想，因為我們無法為測試環境提供替代實現。 此外，控制臺服務還會為我們處理一些棘手的控制臺交互案例。 （例如，從控制臺讀取只能因IOException而失敗。）
控制臺服務上的關鍵方法是getStrLn，它類似于readLine（）和putStrLn，它等效于println。 如果不想在將文本打印到控制臺之后添加換行符，則還有一個putStr方法。

package object console {val getStrLn : ZIO [Console, IOException, String]def putStr(line : => String) : URIO [Console, Unit]def putStrLn(line : => String) : URIO [Console, Unit]}

控制臺服務通常在控制臺應用程序中使用，但在代碼中不如時鐘或隨機出現的多。
在本書的其余部分，我們將說明使用這些方法涉及控制臺應用程序的示例，而不是從Scala標準庫轉換方法。

2.8.3 System

系統服務提供了獲取系統和環境變量的功能。

package object system {def env(variable : String) : IO [SecurityException, Option [String]]def property(prop : String) : IO [Throwable, Option [String]]}

System服務上的兩個主要方法是env（訪問指定的環境變量）和property（訪問指定的系統屬性）。如果不存在指定的環境變量或屬性，還有其他方法可用于獲取所有環境變量或系統屬性.又或者指定默認值。
與控制臺服務一樣，系統服務通常在應用程序或某些庫（例如，處理配置的庫）中使用更多，但在通用代碼中并不常見。

2.8.4 Random

隨機服務提供與隨機數生成相關的功能。 隨機服務公開與scala.util.Random基本上相同的接口，但是所有方法都返回功能效果。 因此，如果您熟悉標準庫中的random.nextInt（6）之類的代碼，那么使用Random服務應該會很舒服。
隨機服務有時在調度中的通用代碼中使用，例如在某些效果的重復之間添加隨機延遲時。

2.8.5 Blocking

阻塞服務支持 在針對阻塞任務進行了優化的執行器上 運行阻塞效果。 默認情況下，ZIO運行時針對異步和計算綁定任務進行了優化，并具有少量固定數量的線程來執行所有工作。
盡管此選擇可以優化異步和CPU任務的吞吐量，但是這意味著，如果您在ZIO的默認線程上運行阻塞的I / O操作，則可能會耗盡它們。 因此，至關重要的是，阻塞任務必須在單獨的阻塞線程池上運行，該池針對這些工作負載進行了優化。
阻塞服務有幾種支持此用例的方法。
最基本的是blocking操作，它會消費一個effect并確保它將在阻塞線程池上運行。

import zio.blocking._object blocking {def blocking[R <: Blocking, E, A](zio: ZIO[R, E, A]): ZIO[R, E, A] =???}

假設上述數據庫查詢不是基于基于回調的API來實現的，而是同步等待直到結果可用（從而阻塞了調用線程）。 在這種情況下，我們想確保通過使用blocking操作在阻塞線程池上執行效果，如以下代碼片段所示：

import zio.blocking._def getUserById(id: Int): IO[Unit, String] =???def getUserByIdBlocking(id: Int): ZIO[Blocking, Unit, String] =blocking(getUserById(id))

請注意，阻塞服務現在是類型簽名中的依賴項，它說明返回的效果涉及阻塞IO，而其先前的簽名則沒有。
如果要直接從阻塞的副作用構造一個effect，則可以使用effectBlocking構造函數，它等效于blocking（ZIO.effect（…））。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的2.8 zio入门——标准ZIO服务的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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