Concurrencia: Ejercicios de la Tarde

La Cena de Filósofos — Async

(volver al ejercicio)

use std::sync::Arc;
use tokio::sync::mpsc::{self, Sender};
use tokio::sync::Mutex;
use tokio::time;

struct Fork;

struct Philosopher {
    name: String,
    left_fork: Arc<Mutex<Fork>>,
    right_fork: Arc<Mutex<Fork>>,
    thoughts: Sender<String>,
}

impl Philosopher {
    async fn think(&self) {
        self.thoughts
            .send(format!("¡Eureka! ¡{} tiene una nueva idea!", &self.name))
            .await
            .unwrap();
    }

    async fn eat(&self) {
        // Recoge los tenedores...
        let _first_lock = self.left_fork.lock().await;
        // Añade un retraso antes de elegir el segundo tenedor para permitir la ejecución
        // para transferir a otra tarea
        time::sleep(time::Duration::from_millis(1)).await;
        let _second_lock = self.right_fork.lock().await;

        println!("{} está comiendo...", &self.name);
        time::sleep(time::Duration::from_millis(5)).await;

        // Los bloqueos se eliminan aquí
    }
}

static PHILOSOPHERS: &[&str] =
    &["Socrates", "Hipatia", "Platón", "Aristóteles", "Pitágoras"];

#[tokio::main]
async fn main() {
    // Crea tenedores
    let mut forks = vec![];
    (0..PHILOSOPHERS.len()).for_each(|_| forks.push(Arc::new(Mutex::new(Fork))));

    // Crea filósofos
    let (philosophers, mut rx) = {
        let mut philosophers = vec![];
        let (tx, rx) = mpsc::channel(10);
        for (i, name) in PHILOSOPHERS.iter().enumerate() {
            let left_fork = Arc::clone(&forks[i]);
            let right_fork = Arc::clone(&forks[(i + 1) % PHILOSOPHERS.len()]);
            // Para evitar un interbloqueo, tenemos que romper la simetría
            // en algún lugar. De este modo, se cambiarán los tenedores sin desinicializar
            // ninguno de ellos.
            if i == 0 {
                std::mem::swap(&mut left_fork, &mut right_fork);
            }
            philosophers.push(Philosopher {
                name: name.to_string(),
                left_fork,
                right_fork,
                thoughts: tx.clone(),
            });
        }
        (philosophers, rx)
        // tx se elimina aquí, por lo que no tenemos que eliminarlo explícitamente más tarde.
    };

    // Hazles pensar y comer
    for phil in philosophers {
        tokio::spawn(async move {
            for _ in 0..100 {
                phil.think().await;
                phil.eat().await;
            }
        });
    }

    // Expresa sus reflexiones
    while let Some(thought) = rx.recv().await {
        println!("Aquí tienes una reflexión: {thought}");
    }
}

Aplicación de chat de difusión

(volver al ejercicio)

src/bin/server.rs:

use futures_util::sink::SinkExt;
use futures_util::stream::StreamExt;
use std::error::Error;
use std::net::SocketAddr;
use tokio::net::{TcpListener, TcpStream};
use tokio::sync::broadcast::{channel, Sender};
use tokio_websockets::{Message, ServerBuilder, WebSocketStream};

async fn handle_connection(
    addr: SocketAddr,
    mut ws_stream: WebSocketStream<TcpStream>,
    bcast_tx: Sender<String>,
) -> Result<(), Box<dyn Error + Send + Sync>> {

    ws_stream
        .send(Message::text("Te damos la bienvenida al chat. Escribe un mensaje".to_string()))
        .await?;
    let mut bcast_rx = bcast_tx.subscribe();

    // A continuous loop for concurrently performing two tasks: (1) receiving
    // messages from `ws_stream` and broadcasting them, and (2) receiving
    // messages on `bcast_rx` and sending them to the client.
    loop {
        tokio::select! {
            incoming = ws_stream.next() => {
                match incoming {
                    Some(Ok(msg)) => {
                        if let Some(text) = msg.as_text() {
                            println!("Del cliente {addr:?} {text:?}");
                            bcast_tx.send(text.into())?;
                        }
                    }
                    Some(Err(err)) => return Err(err.into()),
                    None => return Ok(()),
                }
            }
            msg = bcast_rx.recv() => {
                ws_stream.send(Message::text(msg?)).await?;
            }
        }
    }
}

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), Box<dyn Error + Send + Sync>> {
    let (bcast_tx, _) = channel(16);

    let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:2000").await?;
    println!("escuchando en el puerto 2000");

    loop {
        let (socket, addr) = listener.accept().await?;
        println!("Nueva conexión de {addr:?}");
        let bcast_tx = bcast_tx.clone();
        tokio::spawn(async move {
            // Envuelve el flujo TCP sin procesar en un websocket.
            let ws_stream = ServerBuilder::new().accept(socket).await?;

            handle_connection(addr, ws_stream, bcast_tx).await
        });
    }
}

src/bin/client.rs:

use futures_util::stream::StreamExt;
use futures_util::SinkExt;
use http::Uri;
use tokio::io::{AsyncBufReadExt, BufReader};
use tokio_websockets::{ClientBuilder, Message};

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<(), tokio_websockets::Error> {
    let (mut ws_stream, _) =
        ClientBuilder::from_uri(Uri::from_static("ws://127.0.0.1:2000"))
            .connect()
            .await?;

    let stdin = tokio::io::stdin();
    let mut stdin = BufReader::new(stdin).lines();

    // Bucle continuo para enviar y recibir mensajes simultáneamente.
    loop {
        tokio::select! {
            incoming = ws_stream.next() => {
                match incoming {
                    Some(Ok(msg)) => {
                        if let Some(text) = msg.as_text() {
                            println!("Del servidor: {}", text);
                        }
                    },
                    Some(Err(err)) => return Err(err.into()),
                    None => return Ok(()),
                }
            }
            res = stdin.next_line() => {
                match res {
                    Ok(None) => return Ok(()),
                    Ok(Some(line)) => ws_stream.send(Message::text(line.to_string())).await?,
                    Err(err) => return Err(err.into()),
                }
            }

        }
    }
}