Quais alternativas de gerenciamento automático de recursos existem para o Scala?

Tenho visto muitos exemplos de ARM (gerenciamento automático de recursos) na web para Scala. Parece ser um rito de passagem escrever um, embora a maioria se pareça muito. Eu fiz ver um exemplo muito legal usando continuações, no entanto.

De qualquer forma, grande parte desse código tem falhas de um tipo ou de outro, então achei uma boa ideia ter uma referência aqui no Stack Overflow, onde podemos votar nas versões mais corretas e apropriadas.

Por enquanto, Scala 2.13 finalmente tem suporte: try with resourcesusando Usando :), Exemplo:

val lines: Try[Seq[String]] =
  Using(new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { reader =>
    Iterator.unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList
  }

ou usando Using.resourceevitarTry

val lines: Seq[String] =
  Using.resource(new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { reader =>
    Iterator.unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList
  }

Você pode encontrar mais exemplos em Usando o doc.

Um utilitário para executar o gerenciamento automático de recursos. Ele pode ser usado para realizar uma operação usando recursos, após o que ele libera os recursos na ordem inversa de sua criação.

A entrada do blog de Chris Hansen 'ARM Blocks in Scala: Revisited' de 26/03/09 fala sobre o slide 21 da apresentação FOSDEM de Martin Odersky . Este próximo bloco é retirado diretamente do slide 21 (com permissão):

def using[T <: { def close() }]
    (resource: T)
    (block: T => Unit) 
{
  try {
    block(resource)
  } finally {
    if (resource != null) resource.close()
  }
}

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Então podemos chamar assim:

using(new BufferedReader(new FileReader("file"))) { r =>
  var count = 0
  while (r.readLine != null) count += 1
  println(count)
}

Quais são as desvantagens dessa abordagem? Esse padrão parece abordar 95% de onde eu precisaria de gerenciamento automático de recursos ...

Editar: snippet de código adicionado

Edit2: estendendo o padrão de design - inspirando-se na withinstrução python e abordando:

• declarações a serem executadas antes do bloco
• re-lançamento de exceção dependendo do recurso gerenciado
• lidar com dois recursos com uma única instrução using
• manipulação de recursos específicos, fornecendo uma conversão implícita e uma Managedclasse

Isso ocorre com o Scala 2.8.

trait Managed[T] {
  def onEnter(): T
  def onExit(t:Throwable = null): Unit
  def attempt(block: => Unit): Unit = {
    try { block } finally {}
  }
}

def using[T <: Any](managed: Managed[T])(block: T => Unit) {
  val resource = managed.onEnter()
  var exception = false
  try { block(resource) } catch  {
    case t:Throwable => exception = true; managed.onExit(t)
  } finally {
    if (!exception) managed.onExit()
  }
}

def using[T <: Any, U <: Any]
    (managed1: Managed[T], managed2: Managed[U])
    (block: T => U => Unit) {
  using[T](managed1) { r =>
    using[U](managed2) { s => block(r)(s) }
  }
}

class ManagedOS(out:OutputStream) extends Managed[OutputStream] {
  def onEnter(): OutputStream = out
  def onExit(t:Throwable = null): Unit = {
    attempt(out.close())
    if (t != null) throw t
  }
}
class ManagedIS(in:InputStream) extends Managed[InputStream] {
  def onEnter(): InputStream = in
  def onExit(t:Throwable = null): Unit = {
    attempt(in.close())
    if (t != null) throw t
  }
}

implicit def os2managed(out:OutputStream): Managed[OutputStream] = {
  return new ManagedOS(out)
}
implicit def is2managed(in:InputStream): Managed[InputStream] = {
  return new ManagedIS(in)
}

def main(args:Array[String]): Unit = {
  using(new FileInputStream("foo.txt"), new FileOutputStream("bar.txt")) { 
    in => out =>
    Iterator continually { in.read() } takeWhile( _ != -1) foreach { 
      out.write(_) 
    }
  }
}

Daniel,

Recentemente, implantei a biblioteca scala-arm para gerenciamento automático de recursos. Você pode encontrar a documentação aqui: https://github.com/jsuereth/scala-arm/wiki

Esta biblioteca oferece suporte a três estilos de uso (atualmente):

1) Imperativo / para expressão:

import resource._
for(input <- managed(new FileInputStream("test.txt")) {
// Code that uses the input as a FileInputStream
}

2) Estilo monádico

import resource._
import java.io._
val lines = for { input <- managed(new FileInputStream("test.txt"))
                  val bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input)) 
                  line <- makeBufferedReaderLineIterator(bufferedReader)
                } yield line.trim()
lines foreach println

3) Estilo de continuação delimitado

Aqui está um servidor tcp "echo":

import java.io._
import util.continuations._
import resource._
def each_line_from(r : BufferedReader) : String @suspendable =
  shift { k =>
    var line = r.readLine
    while(line != null) {
      k(line)
      line = r.readLine
    }
  }
reset {
  val server = managed(new ServerSocket(8007)) !
  while(true) {
    // This reset is not needed, however the  below denotes a "flow" of execution that can be deferred.
    // One can envision an asynchronous execuction model that would support the exact same semantics as below.
    reset {
      val connection = managed(server.accept) !
      val output = managed(connection.getOutputStream) !
      val input = managed(connection.getInputStream) !
      val writer = new PrintWriter(new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(output)))
      val reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(input))
      writer.println(each_line_from(reader))
      writer.flush()
    }
  }
}

O código faz uso de uma característica de tipo de recurso, portanto, é capaz de se adaptar à maioria dos tipos de recursos. Ele tem um fallback para usar tipagem estrutural em classes com um método close ou dispose. Verifique a documentação e deixe-me saber se você pensa em algum recurso útil para adicionar.

Aqui está a solução de James Iry usando continuações:

// standard using block definition
def using[X <: {def close()}, A](resource : X)(f : X => A) = {
   try {
     f(resource)
   } finally {
     resource.close()
   }
}

// A DC version of 'using' 
def resource[X <: {def close()}, B](res : X) = shift(using[X, B](res))

// some sugar for reset
def withResources[A, C](x : => A @cps[A, C]) = reset{x}

Aqui estão as soluções com e sem continuação para comparação:

def copyFileCPS = using(new BufferedReader(new FileReader("test.txt"))) {
  reader => {
   using(new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt"))) {
      writer => {
        var line = reader.readLine
        var count = 0
        while (line != null) {
          count += 1
          writer.write(line)
          writer.newLine
          line = reader.readLine
        }
        count
      }
    }
  }
}

def copyFileDC = withResources {
  val reader = resource[BufferedReader,Int](new BufferedReader(new FileReader("test.txt")))
  val writer = resource[BufferedWriter,Int](new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt")))
  var line = reader.readLine
  var count = 0
  while(line != null) {
    count += 1
    writer write line
    writer.newLine
    line = reader.readLine
  }
  count
}

E aqui está a sugestão de melhoria de Tiark Rompf:

trait ContextType[B]
def forceContextType[B]: ContextType[B] = null

// A DC version of 'using'
def resource[X <: {def close()}, B: ContextType](res : X): X @cps[B,B] = shift(using[X, B](res))

// some sugar for reset
def withResources[A](x : => A @cps[A, A]) = reset{x}

// and now use our new lib
def copyFileDC = withResources {
 implicit val _ = forceContextType[Int]
 val reader = resource(new BufferedReader(new FileReader("test.txt")))
 val writer = resource(new BufferedWriter(new FileWriter("test_copy.txt")))
 var line = reader.readLine
 var count = 0
 while(line != null) {
   count += 1
   writer write line
   writer.newLine
   line = reader.readLine
 }
 count
}

Vejo uma evolução gradual de 4 etapas para fazer ARM no Scala:

1. Sem ARM: Sujeira
2. Apenas fechamentos: melhor, mas vários blocos aninhados
3. Continuação Mônada: Use For para nivelar o aninhamento, mas a separação não natural em 2 blocos
4. Continuações de estilo direto: Nirava, aha! Esta também é a alternativa mais segura de tipo: um recurso fora do bloco withResource será um erro de tipo.

Há um ARM leve (10 linhas de código) incluído com os melhores arquivos. Veja: https://github.com/pathikrit/better-files#lightweight-arm

import better.files._
for {
  in <- inputStream.autoClosed
  out <- outputStream.autoClosed
} in.pipeTo(out)
// The input and output streams are auto-closed once out of scope

Aqui está como ele é implementado se você não quiser a biblioteca inteira:

  type Closeable = {
    def close(): Unit
  }

  type ManagedResource[A <: Closeable] = Traversable[A]

  implicit class CloseableOps[A <: Closeable](resource: A) {        
    def autoClosed: ManagedResource[A] = new Traversable[A] {
      override def foreach[U](f: A => U) = try {
        f(resource)
      } finally {
        resource.close()
      }
    }
  }

Que tal usar classes Type

trait GenericDisposable[-T] {
   def dispose(v:T):Unit
}
...

def using[T,U](r:T)(block:T => U)(implicit disp:GenericDisposable[T]):U = try {
   block(r)
} finally { 
   Option(r).foreach { r => disp.dispose(r) } 
}

Outra alternativa é a mônada Lazy TryClose de Choppy. É muito bom com conexões de banco de dados:

val ds = new JdbcDataSource()
val output = for {
  conn  <- TryClose(ds.getConnection())
  ps    <- TryClose(conn.prepareStatement("select * from MyTable"))
  rs    <- TryClose.wrap(ps.executeQuery())
} yield wrap(extractResult(rs))

// Note that Nothing will actually be done until 'resolve' is called
output.resolve match {
    case Success(result) => // Do something
    case Failure(e) =>      // Handle Stuff
}

E com streams:

val output = for {
  outputStream      <- TryClose(new ByteArrayOutputStream())
  gzipOutputStream  <- TryClose(new GZIPOutputStream(outputStream))
  _                 <- TryClose.wrap(gzipOutputStream.write(content))
} yield wrap({gzipOutputStream.flush(); outputStream.toByteArray})

output.resolve.unwrap match {
  case Success(bytes) => // process result
  case Failure(e) => // handle exception
}

Mais informações aqui: https://github.com/choppythelumberjack/tryclose

Aqui está a resposta de @chengpohi, modificada para funcionar com Scala 2.8+, em vez de apenas Scala 2.13 (sim, também funciona com Scala 2.13):

def unfold[A, S](start: S)(op: S => Option[(A, S)]): List[A] =
  Iterator
    .iterate(op(start))(_.flatMap{ case (_, s) => op(s) })
    .map(_.map(_._1))
    .takeWhile(_.isDefined)
    .flatten
    .toList

def using[A <: AutoCloseable, B](resource: A)
                                (block: A => B): B =
  try block(resource) finally resource.close()

val lines: Seq[String] =
  using(new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) { reader =>
    unfold(())(_ => Option(reader.readLine()).map(_ -> ())).toList
  }