Filber的Cancellation

在Cats Effect中，Fiber是一种表示并发执行的轻量级抽象。Fiber不同于传统的线程，它是基于协程的概念，并且具有一些独特的特性，其中之一是可以进行取消（Cancellation）操作。

取消操作是指在执行中的Fiber可以被显式地中断，即停止执行。这可以用于中止正在执行的计算或操作，释放相关资源，从而避免不必要的计算或等待。取消操作在处理长时间运行的计算、防止资源泄漏、中止无效的任务等方面非常有用。

在Cats Effect中，可以使用Fiber的cancel方法来执行取消操作。这将会通知正在执行的Fiber中断执行，从而停止任务的继续执行。取消操作并不是强制性的中断，而是通过协作性的方式告诉Fiber中止，所以它需要任务本身在适当的时机检查是否被取消，然后安全地停止执行。

以下是一个示例，展示了如何在Cats Effect中使用Fiber的取消操作：

import cats.effect._

object FiberCancellationExample extends IOApp {

  def run(args: List[String]): IO[ExitCode] = {

    val task = IO.sleep(5.seconds) >> IO(println("Task completed"))

    val fiber = task.start

    // 在2秒后取消任务

    IO.sleep(2.seconds) >> fiber.cancel >> IO(println("Task canceled")).as(ExitCode.Success)

  }

}

在上述示例中，我们首先创建了一个执行延迟5秒的任务。然后，我们使用start方法启动任务的执行，并在2秒后调用cancel方法来取消任务。当任务被取消时，它会停止执行，并在取消后打印出"Task canceled"。

需要注意的是，取消操作是协作性的，任务需要在适当的时机检查是否被取消，然后安全地停止执行。因此，在编写支持取消的任务时，确保在适当的地方检查取消状态，并执行相应的清理操作。

Cancellation的特点：

首先，取消操作是协作性的。当一个Fiber在另一个Fiber上调用cancel时，实际上是向目标Fiber发出的请求。如果目标Fiber在那一刻无法取消执行，那么发起取消操作的Fiber会异步等待，直到取消变得可能。一旦取消开始，目标Fiber将运行其所有的finalizer（通常用于释放资源，如文件句柄），然后将控制权交还给发起取消操作的Fiber。相反，interrupt操作总是立即返回，即使目标线程实际上还没有被中断。

其次，取消操作可以在作用域范围内被禁止。如果一个Fiber正在执行一系列必须以原子方式执行的操作（即要么所有操作执行，要么没有操作执行），它可以使用IO.uncancelable方法在作用域内屏蔽取消信号，确保取消被延迟，直到Fiber完成其关键部分。这在复合资源获取中常常使用，其中如果Fiber在“中间”被取消，稀缺资源可能会泄漏。这与Thread#interrupt截然不同，后者无法被抑制。

最后，由于Fiber模型在取消操作方面提供了更多的控制和更紧密的保证，因此在目标Fiber内部可以安全地显著增加取消的粒度。特别是，Fiber的每一步都包含一个取消检查。这类似于如果JVM在每个分号上检查中断标志时，interrupt会做什么。这正是上面示例中的循环Fiber如何在不阻塞线程的情况下被取消的方式。任何尝试在while循环上使用Thread#interrupt的人都会理解这个区别的重要性：在Cats Effect中，取消这种类型的Fiber是可能的，并且实际上是相当常见的。