Skyframe StateMachines का इस्तेमाल करने के लिए गाइड

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खास जानकारी

Skyframe StateMachine, डिकॉन्स्ट्रक्ट किया गया फ़ंक्शन-ऑब्जेक्ट है, जो हेप में मौजूद होता है. ज़रूरी वैल्यू तुरंत उपलब्ध न होने पर, यह एट्रिब्यूट¹ के लिए, ज़रूरत के मुताबिक और बिना किसी गड़बड़ी के आकलन की सुविधा देता है. हालांकि, इसके लिए वैल्यू को अलग-अलग समय पर कैलकुलेट किया जाता है. इंतज़ार करते समय, StateMachine, थ्रेड रिसॉर्स को टाई अप नहीं कर सकता. इसके बजाय, इसे निलंबित करके फिर से शुरू करना होगा. इस तरह, डेकस्ट्रक्चर करने से फिर से एंट्री करने के लिए साफ़ तौर पर पॉइंट दिखते हैं, ताकि पहले की गणना को छोड़ा जा सके.

StateMachine का इस्तेमाल क्रम, ब्रांचिंग, स्ट्रक्चर्ड लॉजिकल कॉन करंसी को दिखाने के लिए किया जा सकता है. साथ ही, इन्हें खास तौर पर Skyframe इंटरैक्शन के लिए तैयार किया जा सकता है. StateMachine को बड़े StateMachines में बनाया जा सकता है और सब-StateMachine को शेयर किया जा सकता है. एक साथ कई टास्क करने की सुविधा, हमेशा हैरारकी के हिसाब से और पूरी तरह से लॉजिकल होती है. एक साथ चलने वाले हर सबटास्क, एक ही शेयर किए गए पैरंट SkyFunction थ्रेड में चलता है.

परिचय

इस सेक्शन में, java.com.google.devtools.build.skyframe.state पैकेज में मौजूद StateMachine के बारे में कम शब्दों में बताया गया है.

Skyframe के रीस्टार्ट होने के बारे में खास जानकारी

Skyframe एक ऐसा फ़्रेमवर्क है जो डिपेंडेंसी ग्राफ़ का पैरलल तरीके से आकलन करता है. ग्राफ़ में मौजूद हर नोड, SkyFunction के आकलन से जुड़ा होता है. इसमें SkyKey, पैरामीटर की जानकारी देता है और SkyValue, नतीजे की जानकारी देता है. कंप्यूटेशनल मॉडल ऐसा है कि SkyFunction, SkyKey से SkyValues को ढूंढ सकता है. इससे अतिरिक्त SkyFunctions का बार-बार होने वाला आकलन ट्रिगर होता है. जब कंप्यूटेशन के कुछ सबग्राफ़ के अधूरे होने की वजह से कंप्यूटेशन का कुछ सबग्राफ़ पूरा नहीं होता, तो ब्लॉक करने के बजाय, थ्रेड जोड़ने के बजाय, उसे ब्लॉक करना होता है. इससे पता चलता है कि इनपुट मौजूद न होने की वजह से यह अधूरा है.nullnullgetValue पहले अनुरोध किए गए सभी SkyValues उपलब्ध होने पर, Skyframe को फिर से चालू करता है.

SkyKeyComputeState के आने से पहले, रीस्टार्ट करने का पारंपरिक तरीका कंप्यूटेशन को पूरी तरह से फिर से चलाना था. हालांकि, इसकी जटिलता दोगुनी है, लेकिन इस तरह से लिखे गए फ़ंक्शन आखिर में पूरे हो जाते हैं, क्योंकि हर बार फिर से चलाने पर, कम लुकअप null दिखाते हैं. SkyKeyComputeState की मदद से, हाथ से बताए गए चेक-पॉइंट डेटा को SkyFunction के साथ जोड़ा जा सकता है. इससे तेज़ी से काम करने में मदद मिलती है.

StateMachine, SkyKeyComputeState में मौजूद ऑब्जेक्ट होते हैं. ये ऑब्जेक्ट, SkyFunction के फिर से शुरू होने पर, कैश मेमोरी में सेव किए गए वैल्यू का इस्तेमाल करके, फिर से कैलकुलेट किए जाने की ज़रूरत को कम कर देते हैं. ऐसा तब होता है, जब SkyKeyComputeState कैश मेमोरी में सेव हो. इसके लिए, ये ऑब्जेक्ट, निलंबित और फिर से शुरू करने के हुक को एक्सपोज़ करते हैं.

SkyKeyComputeState में स्टेटफ़ुल कैलकुलेशन

ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड डिज़ाइन के हिसाब से, डेटा वैल्यू के बजाय SkyKeyComputeState में कैलकुलेट किए गए ऑब्जेक्ट को स्टोर करना सही होता है. Java में, ऑब्जेक्ट को ले जाने वाले व्यवहार का कम से कम ब्यौरा एक फ़ंक्शनल इंटरफ़ेस होता है और यह काफ़ी होता है. StateMachine की परिभाषा², इस तरह की है:

@FunctionalInterface
public interface StateMachine {
  StateMachine step(Tasks tasks) throws InterruptedException;
}

Tasks इंटरफ़ेस, SkyFunction.Environment से मिलता-जुलता है, लेकिन इसे एक साथ काम न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है. साथ ही, यह एक साथ काम करने वाले सबटास्क के लिए भी काम करता है³.

step की रिटर्न वैल्यू एक और StateMachine होती है. इससे, सिलसिलेवार तौर पर चरणों की जानकारी देने की अनुमति मिलती है. step, StateMachine के पूरा हो जाने पर DONE वैल्यू दिखाता है. उदाहरण के लिए:

class HelloWorld implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    System.out.println("hello");
    return this::step2;  // The next step is HelloWorld.step2.
  }

  private StateMachine step2(Tasks tasks) {
     System.out.println("world");
     // DONE is special value defined in the `StateMachine` interface signaling
     // that the computation is done.
     return DONE;
  }
}

इस फ़ंक्शन का इस्तेमाल करके, StateMachine फ़ंक्शन के आउटपुट के बारे में बताया गया है.

hello
world

ध्यान दें कि तरीके का रेफ़रंस this::step2 भी StateMachine है, क्योंकि StateMachine के फ़ंक्शनल इंटरफ़ेस की परिभाषा step2 के हिसाब से है. StateMachine में अगली स्थिति तय करने का सबसे सामान्य तरीका, तरीकों के रेफ़रंस देना है.

आसानी से, कंप्यूटेशन को मोनोलिथिक फ़ंक्शन के बजाय StateMachine चरणों में बांटकर, किसी कंप्यूटेशन को सस्पेंड करने और फिर से शुरू करने के लिए ज़रूरी हुक देता है. StateMachine.step के वापस आने पर, निलंबन का एक साफ़ तौर पर बताया गया समय दिखता है. दी गई StateMachine वैल्यू के आगे बताए गए क्रम को एक साफ़ तौर पर रिज़्यूमे पॉइंट के तौर पर दिखाया गया है. इस तरह, फिर से कैलकुलेट करने से बचा जा सकता है, क्योंकि कैलकुलेशन को वहीं से शुरू किया जा सकता है जहां से छोड़ा गया था.

कॉलबैक, कंटिन्यूएशन, और एसिंक्रोनस कैलकुलेशन

तकनीकी भाषा में, StateMachine एक कंटिन्यूशन की तरह काम करता है. इससे यह तय किया जाता है कि बाद में होने वाली कंप्यूटेशन की वैल्यू को एक्ज़ीक्यूट करना है या नहीं. ब्लॉक करने के बजाय, StateMachine अपने-आप ही step फ़ंक्शन से वापस लौटकर, निलंबित कर सकता है. इससे कंट्रोल, वापस Driver इंस्टेंस पर ट्रांसफ़र हो जाता है. इसके बाद, Driver किसी तैयार StateMachine पर स्विच कर सकता है या Skyframe को फिर से कंट्रोल दे सकता है.

आम तौर पर, कॉलबैक और कंटिन्यूएशन को एक ही कॉन्सेप्ट के तौर पर देखा जाता है. हालांकि, StateMachines इन दोनों के बीच अंतर बनाए रखता है.

• कॉलबैक - इससे पता चलता है कि एसिंक्रोनस कैलकुलेशन का नतीजा कहां सेव करना है.
• जारी रखना - यह कार्रवाई के अगले चरण की स्थिति बताता है.

किसी असाइनॉन्स टाइप के ऑपरेशन को शुरू करने के लिए, कॉलबैक ज़रूरी होते हैं. इसका मतलब है कि SkyValue लुकअप के मामले में, जैसे ही कोई तरीका कॉल किया जाता है, असल ऑपरेशन तुरंत शुरू नहीं होता. कॉलबैक को जितना हो सके उतना आसान रखना चाहिए.

कंटिन्यूएशन, StateMachine की रिटर्न वैल्यू होती हैं. साथ ही, सभी असाइनोक्रोनस कैलकुलेशन के पूरा होने के बाद, कॉम्प्लेक्स एक्ज़ीक्यूशन को शामिल करते हैं.StateMachine इस स्ट्रक्चर्ड तरीके से, कॉलबैक की जटिलता को मैनेज करने में मदद मिलती है.

Tasks

Tasks इंटरफ़ेस StateMachine में एक एपीआई उपलब्ध कराता है, ताकि SkyKey के ज़रिए SkyValues का पता लगाया जा सके और एक साथ किए जाने वाले सबटास्क शेड्यूल किए जा सकें.

interface Tasks {
  void enqueue(StateMachine subtask);

  void lookUp(SkyKey key, Consumer<SkyValue> sink);

  <E extends Exception>
  void lookUp(SkyKey key, Class<E> exceptionClass, ValueOrExceptionSink<E> sink);

  // lookUp overloads for 2 and 3 exception types exist, but are elided here.
}

SkyValue लुकअप

StateMachine, SkyValues देखने के लिए Tasks.lookUp ओवरलोड का इस्तेमाल करते हैं. ये SkyFunction.Environment.getValue और SkyFunction.Environment.getValueOrThrow से मिलते-जुलते हैं. साथ ही, इनमें अपवाद को हैंडल करने के लिए, एक जैसे सेमेटिक्स का इस्तेमाल किया जाता है. लागू करने पर, लुकअप तुरंत नहीं किया जाता. इसके बजाय, ऐसा करने से पहले, जितने हो सके उतने लुकअप को एक साथ⁴ किया जाता है. हो सकता है कि वैल्यू तुरंत उपलब्ध न हो, जैसे कि Skyframe को फिर से शुरू करना ज़रूरी हो. इसलिए, कॉलर यह तय करता है कि कॉलबैक का इस्तेमाल करके, नतीजे में मिली वैल्यू का क्या करना है.

StateMachine प्रोसेसर (Driver और SkyFrame से ब्रिजिंग), इस बात की गारंटी देता है कि अगली स्थिति शुरू होने से पहले वैल्यू उपलब्ध हो. इसका एक उदाहरण यहां दिया गया है.

class DoesLookup implements StateMachine, Consumer<SkyValue> {
  private Value value;

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    tasks.lookUp(new Key(), (Consumer<SkyValue>) this);
    return this::processValue;
  }

  // The `lookUp` call in `step` causes this to be called before `processValue`.
  @Override  // Implementation of Consumer<SkyValue>.
  public void accept(SkyValue value) {
    this.value = (Value)value;
  }

  private StateMachine processValue(Tasks tasks) {
    System.out.println(value);  // Prints the string representation of `value`.
    return DONE;
  }
}

ऊपर दिए गए उदाहरण में, पहला चरण new Key() के लिए लुकअप करता है और this को उपभोक्ता के तौर पर पास करता है. ऐसा इसलिए हो सकता है, क्योंकि DoesLookup, Consumer<SkyValue> को लागू करता है.

अनुबंध के मुताबिक, अगली स्थिति DoesLookup.processValue शुरू होने से पहले, DoesLookup.step के सभी लुकलअप पूरे हो जाते हैं. इसलिए, value तब उपलब्ध होता है, जब इसे processValue में ऐक्सेस किया जाता है.

सबटास्क

Tasks.enqueue, लॉजिक के हिसाब से एक साथ कई सबटास्क को पूरा करने का अनुरोध करता है. सबटास्क भी StateMachine होते हैं और ये वही काम कर सकते हैं जो सामान्य StateMachine कर सकते हैं. जैसे, बार-बार सबटास्क बनाना या SkyValues देखना. lookUp की तरह ही, स्टेट मशीन ड्राइवर यह पक्का करता है कि अगले चरण पर जाने से पहले, सभी सबटास्क पूरे हो जाएं. इसका उदाहरण यहां दिया गया है.

class Subtasks implements StateMachine {
  private int i = 0;

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    tasks.enqueue(new Subtask1());
    tasks.enqueue(new Subtask2());
    // The next step is Subtasks.processResults. It won't be called until both
    // Subtask1 and Subtask 2 are complete.
    return this::processResults;
  }

  private StateMachine processResults(Tasks tasks) {
    System.out.println(i);  // Prints "3".
    return DONE;  // Subtasks is done.
  }

  private class Subtask1 implements StateMachine {
    @Override
    public StateMachine step(Tasks tasks) {
      i += 1;
      return DONE;  // Subtask1 is done.
    }
  }

  private class Subtask2 implements StateMachine {
    @Override
    public StateMachine step(Tasks tasks) {
      i += 2;
      return DONE;  // Subtask2 is done.
    }
  }
}

हालांकि, Subtask1 और Subtask2 एक साथ काम करते हैं, लेकिन सब कुछ एक ही थ्रेड में चलता है. इसलिए, i के "एक साथ" होने वाले अपडेट को सिंक करने की ज़रूरत नहीं होती.

स्ट्रक्चर्ड कॉनकरंसी

अगली स्थिति पर जाने से पहले, हर lookUp और enqueue को हल करना ज़रूरी है. इसका मतलब है कि एक साथ कई काम करने की सुविधा, ट्री-स्ट्रक्चर तक ही सीमित है. क्रम के हिसाब से⁵ एक साथ कई वैल्यू बनाई जा सकती हैं, जैसा कि इस उदाहरण में दिखाया गया है.

UML से यह पता लगाना मुश्किल है कि एक साथ कई टास्क करने की सुविधा का स्ट्रक्चर, ट्री के तौर पर है. अन्य व्यू में, ट्री स्ट्रक्चर बेहतर तरीके से दिखता है.

स्ट्रक्चर्ड कंसिस्टेंसी को समझना काफ़ी आसान है.

कंपोज़िशन और कंट्रोल फ़्लो पैटर्न

इस सेक्शन में, एक से ज़्यादा StateMachine बनाने के तरीके और कंट्रोल फ़्लो से जुड़ी कुछ समस्याओं के समाधान के उदाहरण दिए गए हैं.

क्रम के बाद वाली स्थितियां

यह सबसे सामान्य और सीधा कंट्रोल फ़्लो पैटर्न है. इसका एक उदाहरण स्टेटफ़ुल कंप्यूटेशन SkyKeyComputeState में दिखाया गया है.

ब्रांचिंग

StateMachines में ब्रांचिंग स्टेटस हासिल करने के लिए, सामान्य Java कंट्रोल फ़्लो का इस्तेमाल करके अलग-अलग वैल्यू दिखाई जा सकती हैं. इसका उदाहरण नीचे दिया गया है.

class Branch implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    // Returns different state machines, depending on condition.
    if (shouldUseA()) {
      return this::performA;
    }
    return this::performB;
  }
  …
}

कुछ शाखाओं के लिए, जल्दी पूरा होने के लिए DONE लौटाना आम बात है.

बेहतर क्रम से कंपोज़ करना

StateMachine कंट्रोल स्ट्रक्चर में मेमोरी नहीं होती. इसलिए, कभी-कभी StateMachine के सबटास्क के तौर पर परिभाषाएं शेयर करना मुश्किल हो सकता है. मान लें कि M₁ और M₂ ऐसे StateMachine इंस्टेंस हैं जो StateMachine, S को शेयर करते हैं. साथ ही, M₁ और M₂ के क्रम <A, S, B> और <X, S, Y> हैं. समस्या यह है कि S को यह पता नहीं होता कि वह B पर जाना है या Y पर. साथ ही, StateMachines में कॉल स्टैक नहीं होता. इस सेक्शन में, ऐसा करने के लिए कुछ तकनीकों की समीक्षा की गई है.

टर्मिनल सीक्वेंस एलिमेंट के तौर पर StateMachine

इससे शुरुआती समस्या हल नहीं होती. यह सिर्फ़ तब क्रम से कॉम्पोज़ करने का तरीका दिखाता है, जब शेयर किया गया StateMachine, क्रम में टर्मिनल होता है.

// S is the shared state machine.
class S implements StateMachine { … }

class M1 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performA();
    return new S();
  }
}

class M2 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performX();
    return new S();
  }
}

यह तब भी काम करता है, जब S खुद एक जटिल स्टेट मशीन हो.

क्रम से लिखने के लिए सबटास्क

सूची में जोड़े गए सबटास्क, अगले स्टेटस से पहले पूरे हो जाते हैं. इसलिए, कभी-कभी सबटास्क के काम करने के तरीके का थोड़ा ⁶ गलत इस्तेमाल किया जा सकता है.

class M1 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performA();
    // S starts after `step` returns and by contract must complete before `doB`
    // begins. It is effectively sequential, inducing the sequence < A, S, B >.
    tasks.enqueue(new S());
    return this::doB;
  }

  private StateMachine doB(Tasks tasks) {
    performB();
    return DONE;
  }
}

class M2 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performX();
    // Similarly, this induces the sequence < X, S, Y>.
    tasks.enqueue(new S());
    return this::doY;
  }

  private StateMachine doY(Tasks tasks) {
    performY();
    return DONE;
  }
}

runAfter इंजेक्शन

कभी-कभी, Tasks.enqueue का गलत इस्तेमाल करना मुमकिन नहीं होता, क्योंकि ऐसे अन्य सबटास्क या Tasks.lookUp कॉल भी होते हैं जिन्हें S के लागू होने से पहले पूरा करना ज़रूरी होता है. इस मामले में, S में runAfter पैरामीटर को इंजेक्ट करके, S को यह बताया जा सकता है कि आगे क्या करना है.

class S implements StateMachine {
  // Specifies what to run after S completes.
  private final StateMachine runAfter;

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    … // Performs some computations.
    return this::processResults;
  }

  @Nullable
  private StateMachine processResults(Tasks tasks) {
    … // Does some additional processing.

    // Executes the state machine defined by `runAfter` after S completes.
    return runAfter;
  }
}

class M1 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performA();
    // Passes `this::doB` as the `runAfter` parameter of S, resulting in the
    // sequence < A, S, B >.
    return new S(/* runAfter= */ this::doB);
  }

  private StateMachine doB(Tasks tasks) {
    performB();
    return DONE;
  }
}

class M2 implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    performX();
    // Passes `this::doY` as the `runAfter` parameter of S, resulting in the
    // sequence < X, S, Y >.
    return new S(/* runAfter= */ this::doY);
  }

  private StateMachine doY(Tasks tasks) {
    performY();
    return DONE;
  }
}

यह तरीका सबटास्क का गलत इस्तेमाल करने से बेहतर है. हालांकि, इसे बहुत ज़्यादा इस्तेमाल करने पर, जैसे कि runAfter के साथ कई StateMachine को नेस्ट करने पर, कॉलबैक हेल की समस्या आ सकती है. इसके बजाय, क्रम से चलने वाले runAfter को सामान्य क्रम से चलने वाले स्टेटस में बांटना बेहतर होता है.

  return new S(/* runAfter= */ new T(/* runAfter= */ this::nextStep))

को इनके साथ बदला जा सकता है.

  private StateMachine step1(Tasks tasks) {
     doStep1();
     return new S(/* runAfter= */ this::intermediateStep);
  }

  private StateMachine intermediateStep(Tasks tasks) {
    return new T(/* runAfter= */ this::nextStep);
  }

अनुमति नहीं है विकल्प: runAfterUnlessError

पिछले ड्राफ़्ट में, हमने एक ऐसा runAfterUnlessError माना था जो गड़बड़ियों की वजह से, प्रोसेस को जल्दी बंद कर देगा. ऐसा इसलिए किया गया, क्योंकि गड़बड़ियों की जांच अक्सर दो बार की जाती है. एक बार उस StateMachine से जिसका runAfter रेफ़रंस है और एक बार runAfter मशीन से.

कुछ विचार-विमर्श के बाद, हमने फ़ैसला लिया कि गड़बड़ी की जांच को डुप्लीकेट करने से ज़्यादा, कोड को एक जैसा रखना ज़्यादा ज़रूरी है. अगर runAfter तरीका, tasks.enqueue तकनीक के मुताबिक काम नहीं करता है, तो यह भ्रम की स्थिति पैदा करेगा. इसमें हमेशा गड़बड़ी की जांच करना ज़रूरी होता है.

सीधे तौर पर अधिकार देना

जब भी किसी स्टेटस में बदलाव होता है, तो मुख्य Driver लूप आगे बढ़ता है. समझौते के मुताबिक, स्थितियों को बेहतर बनाने का मतलब है कि पहले लाइन में जोड़े गए सभी SkyValue लुकअप और सबटास्क, अगली स्थिति के चालू होने से पहले ठीक हो जाते हैं. कभी-कभी, किसी टास्क को किसी दूसरे व्यक्ति को सौंपने के लिए तय किए गए लॉजिक StateMachine की वजह से, टास्क के किसी चरण को आगे बढ़ाना ज़रूरी नहीं होता या इससे काम का नतीजा नहीं मिलता. उदाहरण के लिए, अगर डेलिगेट का पहला step, SkyKey लुकअप करता है, जिन्हें डेलिगेट करने वाले स्टेटस के लुकअप के साथ पैरलल किया जा सकता है, तो फ़ेज़ अडवांस उन्हें क्रम में कर देगा. नीचे दिए गए उदाहरण में दिखाया गया है कि सीधे तौर पर अधिकार सौंपना ज़्यादा सही हो सकता है.

class Parent implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks ) {
    tasks.lookUp(new Key1(), this);
    // Directly delegates to `Delegate`.
    //
    // The (valid) alternative:
    //   return new Delegate(this::afterDelegation);
    // would cause `Delegate.step` to execute after `step` completes which would
    // cause lookups of `Key1` and `Key2` to be sequential instead of parallel.
    return new Delegate(this::afterDelegation).step(tasks);
  }

  private StateMachine afterDelegation(Tasks tasks) {
    …
  }
}

class Delegate implements StateMachine {
  private final StateMachine runAfter;

  Delegate(StateMachine runAfter) {
    this.runAfter = runAfter;
  }

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    tasks.lookUp(new Key2(), this);
    return …;
  }

  // Rest of implementation.
  …

  private StateMachine complete(Tasks tasks) {
    …
    return runAfter;
  }
}

डेटा फ़्लो

पिछली चर्चा में, कंट्रोल फ़्लो को मैनेज करने पर फ़ोकस किया गया था. इस सेक्शन में, डेटा की वैल्यू को प्रोपगेशन के बारे में बताया गया है.

Tasks.lookUp कॉलबैक लागू करना

SkyValue के लुकरअप में Tasks.lookUp कॉलबैक लागू करने का उदाहरण. इस सेक्शन में, एक से ज़्यादा SkyValues को मैनेज करने के तरीके के बारे में बताया गया है.

Tasks.lookUp कॉलबैक

Tasks.lookUp का तरीका, पैरामीटर के तौर पर कॉलबैक sink लेता है.

  void lookUp(SkyKey key, Consumer<SkyValue> sink);

इसे लागू करने के लिए, Java लैम्ब्डा फ़ंक्शन का इस्तेमाल करना सबसे सही तरीका होगा:

  tasks.lookUp(key, value -> myValue = (MyValueClass)value);

जहां myValue, लुकअप कर रहे StateMachine इंस्टेंस का सदस्य वैरिएबल है. हालांकि, StateMachine को लागू करने के दौरान Consumer<SkyValue> इंटरफ़ेस को लागू करने की तुलना में, लैम्ब्डा को ज़्यादा मेमोरी आवंट करने की ज़रूरत होती है. जब कई ऐसे लुकअप होते हैं जिनमें वैल्यू का पता लगाना मुश्किल होता है, तब भी लैम्ब्डा फ़ंक्शन का इस्तेमाल किया जा सकता है.

Tasks.lookUp में गड़बड़ी को मैनेज करने के लिए, SkyFunction.Environment.getValueOrThrow जैसे ही ओवरलोड भी हैं.

  <E extends Exception> void lookUp(
      SkyKey key, Class<E> exceptionClass, ValueOrExceptionSink<E> sink);

  interface ValueOrExceptionSink<E extends Exception> {
    void acceptValueOrException(@Nullable SkyValue value, @Nullable E exception);
  }

इसे लागू करने का उदाहरण नीचे दिया गया है.

class PerformLookupWithError extends StateMachine, ValueOrExceptionSink<MyException> {
  private MyValue value;
  private MyException error;

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    tasks.lookUp(new MyKey(), MyException.class, ValueOrExceptionSink<MyException>) this);
    return this::processResult;
  }

  @Override
  public acceptValueOrException(@Nullable SkyValue value, @Nullable MyException exception) {
    if (value != null) {
      this.value = (MyValue)value;
      return;
    }
    if (exception != null) {
      this.error = exception;
      return;
    }
    throw new IllegalArgumentException("Both parameters were unexpectedly null.");
  }

  private StateMachine processResult(Tasks tasks) {
    if (exception != null) {
      // Handles the error.
      …
      return DONE;
    }
    // Processes `value`, which is non-null.
    …
  }
}

अगर बिना किसी गड़बड़ी के हैंडलिंग वाले लुकअप के साथ काम किया जाता है, तो कॉलबैक को सीधे तौर पर लागू करने पर, StateMachine क्लास लांबा के लिए मेमोरी का बंटवारा सेव कर लेती है.

गड़बड़ी को मैनेज करने की सुविधा से ज़्यादा जानकारी मिलती है. हालांकि, गड़बड़ियों के प्रसार और सामान्य वैल्यू के बीच काफ़ी फ़र्क़ नहीं होता.

एक से ज़्यादा SkyValues का इस्तेमाल करना

अक्सर, एक से ज़्यादा SkyValue लुकअप की ज़रूरत होती है. SkyValue के टाइप पर स्विच करना, ज़्यादातर समय काम करने वाला एक तरीका है. यहां एक उदाहरण दिया गया है, जिसे प्रोटोटाइप के प्रोडक्शन कोड से आसान बनाया गया है.

  @Nullable
  private StateMachine fetchConfigurationAndPackage(Tasks tasks) {
    var configurationKey = configuredTarget.getConfigurationKey();
    if (configurationKey != null) {
      tasks.lookUp(configurationKey, (Consumer<SkyValue>) this);
    }

    var packageId = configuredTarget.getLabel().getPackageIdentifier();
    tasks.lookUp(PackageValue.key(packageId), (Consumer<SkyValue>) this);

    return this::constructResult;
  }

  @Override  // Implementation of `Consumer<SkyValue>`.
  public void accept(SkyValue value) {
    if (value instanceof BuildConfigurationValue) {
      this.configurationValue = (BuildConfigurationValue) value;
      return;
    }
    if (value instanceof PackageValue) {
      this.pkg = ((PackageValue) value).getPackage();
      return;
    }
    throw new IllegalArgumentException("unexpected value: " + value);
  }

Consumer<SkyValue> कॉलबैक लागू करने का तरीका साफ़ तौर पर शेयर किया जा सकता है, क्योंकि वैल्यू टाइप अलग-अलग होते हैं. अगर ऐसा नहीं है, तो लैम्ब्डा-आधारित लागू करने या सही कॉलबैक लागू करने वाले पूरे इनर-क्लास इंस्टेंस पर वापस जाना मुमकिन है.

StateMachine के बीच वैल्यू का प्रसार करना

अब तक, इस दस्तावेज़ में सिर्फ़ यह बताया गया है कि किसी सबटास्क में काम को कैसे व्यवस्थित किया जाए. हालांकि, सबटास्क को कॉलर को वैल्यू भी रिपोर्ट करनी होती हैं. सबटास्क, लॉजिक के हिसाब से एक साथ नहीं होते. इसलिए, उनके नतीजे कॉलबैक का इस्तेमाल करके, कॉल करने वाले को भेजे जाते हैं. इसे काम करने के लिए, सबटास्क एक सिंक इंटरफ़ेस तय करता है, जिसे उसके कंस्ट्रक्टर के ज़रिए इंजेक्ट किया जाता है.

class BarProducer implements StateMachine {
  // Callers of BarProducer implement the following interface to accept its
  // results. Exactly one of the two methods will be called by the time
  // BarProducer completes.
  interface ResultSink {
    void acceptBarValue(Bar value);
    void acceptBarError(BarException exception);
  }

  private final ResultSink sink;

  BarProducer(ResultSink sink) {
     this.sink = sink;
  }

  … // StateMachine steps that end with this::complete.

  private StateMachine complete(Tasks tasks) {
    if (hasError()) {
      sink.acceptBarError(getError());
      return DONE;
    }
    sink.acceptBarValue(getValue());
    return DONE;
  }
}

इसके बाद, कॉल करने वाले व्यक्ति का आईडी StateMachine कुछ इस तरह दिखेगा.

class Caller implements StateMachine, BarProducer.ResultSink {
  interface ResultSink {
    void acceptCallerValue(Bar value);
    void acceptCallerError(BarException error);
  }

  private final ResultSink sink;

  private Bar value;

  Caller(ResultSink sink) {
    this.sink = sink;
  }

  @Override
  @Nullable
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    tasks.enqueue(new BarProducer((BarProducer.ResultSink) this));
    return this::processResult;
  }

  @Override
  public void acceptBarValue(Bar value) {
    this.value = value;
  }

  @Override
  public void acceptBarError(BarException error) {
    sink.acceptCallerError(error);
  }

  private StateMachine processResult(Tasks tasks) {
    // Since all enqueued subtasks resolve before `processResult` starts, one of
    // the `BarResultSink` callbacks must have been called by this point.
    if (value == null) {
      return DONE;  // There was a previously reported error.
    }
    var finalResult = computeResult(value);
    sink.acceptCallerValue(finalResult);
    return DONE;
  }
}

ऊपर दिए गए उदाहरण में कुछ चीज़ें दिखाई गई हैं. Caller को अपने नतीजे वापस भेजने होंगे और अपना Caller.ResultSink तय करना होगा. Caller, BarProducer.ResultSink कॉलबैक लागू करता है. फिर से शुरू होने पर, processResult यह जांच करता है कि value शून्य है या नहीं, ताकि यह पता लगाया जा सके कि कोई गड़बड़ी हुई है या नहीं. यह किसी सबटास्क या SkyValue लुकअप से आउटपुट स्वीकार करने के बाद होने वाला सामान्य व्यवहार पैटर्न है.

ध्यान दें कि acceptBarError को लागू करने से नतीजे, जल्द से जल्द Caller.ResultSink पर भेज दिए जाते हैं. ऐसा गड़बड़ी के बबल की प्रोसेस के मुताबिक किया जाता है.

टॉप-लेवल StateMachine के विकल्पों के बारे में Driver और SkyFunctions से ब्रिज करने में बताया गया है.

गड़बड़ी ठीक करना

Tasks.lookUp कॉलबैक और StateMachines के बीच वैल्यू को ट्रांसफ़र करने में, पहले से ही गड़बड़ियों को मैनेज करने के कुछ उदाहरण दिए गए हैं. InterruptedException के अलावा, किसी और एक्सेप्शन को थ्रो नहीं किया जाता. इसके बजाय, उन्हें वैल्यू के तौर पर कॉलबैक के ज़रिए पास किया जाता है. ऐसे कॉलबैक में अक्सर खास या सिमैंटिक होते हैं. इनमें से कोई एक वैल्यू या गड़बड़ी पास होती है.

अगले सेक्शन में, Skyframe के गड़बड़ी मैनेजमेंट के साथ होने वाले छोटे, लेकिन अहम इंटरैक्शन के बारे में बताया गया है.

गड़बड़ी का बबल (--nokeep_going)

गड़बड़ी के बबल होने के दौरान, SkyFunction को फिर से शुरू किया जा सकता है. भले ही, अनुरोध की गई सभी SkyValues उपलब्ध न हों. ऐसे मामलों में, Tasks API समझौते की वजह से, अगली स्थिति कभी हासिल नहीं की जा सकेगी. हालांकि, StateMachine को अब भी अपवाद को लागू करना चाहिए.

अगली स्थिति तक पहुंचा गया है या नहीं, इस बात से कोई फ़र्क़ नहीं पड़ता. इसलिए, गड़बड़ी को मैनेज करने वाले कॉलबैक को यह काम करना होगा. इनर StateMachine के लिए, पैरंट कॉलबैक को शुरू करके ऐसा किया जाता है.

SkyFunction के साथ इंटरफ़ेस करने वाले टॉप-लेवल StateMachine पर, ऐसा करने के लिए ValueOrExceptionProducer के setException तरीके को कॉल करें. इसके बाद, ValueOrExceptionProducer.tryProduceValue अपवाद दिखाएगा. भले ही, SkyValues मौजूद न हों.

अगर Driver का सीधे तौर पर इस्तेमाल किया जा रहा है, तो SkyFunction से होने वाली गड़बड़ियों की जांच करना ज़रूरी है. भले ही, मशीन ने प्रोसेसिंग को पूरा न किया हो.

इवेंट मैनेज करना

जिन SkyFunctions को इवेंट उत्सर्जन करने की ज़रूरत होती है उनके लिए, StoredEventHandler को SkyKeyComputeState में इंजेक्ट किया जाता है. इसके बाद, उन्हें StateMachines में इंजेक्ट किया जाता है, जिन्हें इनकी ज़रूरत होती है. पहले, StoredEventHandler की ज़रूरत तब तक पड़ती थी, जब तक Skyframe को बीच में ही नहीं छोड़ दिया जाता, जब तक कि उन्हें फिर से नहीं चलाया जाता, लेकिन बाद में यह समस्या ठीक कर दी गई. StoredEventHandler इंजेक्शन को बनाए रखा जाता है, क्योंकि इससे गड़बड़ी को मैनेज करने वाले कॉलबैक से उत्सर्जित इवेंट को लागू करना आसान हो जाता है.

Driver और SkyFunctions से ब्रिज करना

Driver की ज़िम्मेदारी, किसी तय रूट StateMachine से शुरू होने वाले StateMachine को लागू करने की होती है. StateMachines बार-बार सबटास्क StateMachineमें शामिल कर सकते हैं. इसलिए, एक Driver में कई सबटास्क मैनेज किए जा सकते हैं. ये सबटास्क, स्ट्रक्चर्ड एक साथ कई काम करने की प्रोसेस की वजह से ट्री स्ट्रक्चर बनाते हैं. Driver, बेहतर परफ़ॉर्मेंस के लिए सभी सबटास्क में SkyValue के लिए एक साथ कई लुकअप करता है.

Driver के लिए, यहां दिए गए एपीआई के साथ कई क्लास बनाई गई हैं.

public final class Driver {
  public Driver(StateMachine root);
  public boolean drive(SkyFunction.Environment env) throws InterruptedException;
}

Driver, पैरामीटर के तौर पर एक रूट StateMachine लेता है. Driver.drive को कॉल करने पर, StateMachine को तब तक चलाया जाता है, जब तक Skyframe को रीस्टार्ट किए बिना ऐसा किया जा सकता है. StateMachine के पूरा होने पर यह 'सही' दिखाता है. वहीं, 'गलत' दिखाता है. इससे पता चलता है कि सभी वैल्यू उपलब्ध नहीं हैं.

Driver, StateMachine की एक ही समय पर स्थिति को बनाए रखता है और यह SkyKeyComputeState में एम्बेड करने के लिए बेहतर है.

Driver को सीधे इंस्टैंशिएट करना

StateMachine लागू करने के लिए, आम तौर पर कॉलबैक के ज़रिए नतीजे शेयर किए जाते हैं. Driver को सीधे तौर पर इंस्टैंशिएट किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए उदाहरण में दिखाया गया है.

Driver को SkyKeyComputeState के लागू होने के साथ-साथ, उससे जुड़े ResultSink के लागू होने के साथ एम्बेड किया जाता है. ResultSink के बारे में थोड़ी देर बाद बताया जाएगा. सबसे ऊपर के लेवल पर, कंप्यूटेशन के नतीजे के लिए State ऑब्जेक्ट सही रिसीवर के तौर पर काम करता है, क्योंकि इसके Driver से आउट रहने की गारंटी होती है.

class State implements SkyKeyComputeState, ResultProducer.ResultSink {
  // The `Driver` instance, containing the full tree of all `StateMachine`
  // states. Responsible for calling `StateMachine.step` implementations when
  // asynchronous values are available and performing batched SkyFrame lookups.
  //
  // Non-null while `result` is being computed.
  private Driver resultProducer;

  // Variable for storing the result of the `StateMachine`
  //
  // Will be non-null after the computation completes.
  //
  private ResultType result;

  // Implements `ResultProducer.ResultSink`.
  //
  // `ResultProducer` propagates its final value through a callback that is
  // implemented here.
  @Override
  public void acceptResult(ResultType result) {
    this.result = result;
  }
}

नीचे दिया गया कोड, ResultProducer को स्केच करता है.

class ResultProducer implements StateMachine {
  interface ResultSink {
    void acceptResult(ResultType value);
  }

  private final Parameters parameters;
  private final ResultSink sink;

  … // Other internal state.

  ResultProducer(Parameters parameters, ResultSink sink) {
    this.parameters = parameters;
    this.sink = sink;
  }

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    …  // Implementation.
    return this::complete;
  }

  private StateMachine complete(Tasks tasks) {
    sink.acceptResult(getResult());
    return DONE;
  }
}

इसके बाद, नतीजे का हिसाब लगाने के लिए, कोड कुछ ऐसा दिख सकता है.

@Nullable
private Result computeResult(State state, Skyfunction.Environment env)
    throws InterruptedException {
  if (state.result != null) {
    return state.result;
  }
  if (state.resultProducer == null) {
    state.resultProducer = new Driver(new ResultProducer(
      new Parameters(), (ResultProducer.ResultSink)state));
  }
  if (state.resultProducer.drive(env)) {
    // Clears the `Driver` instance as it is no longer needed.
    state.resultProducer = null;
  }
  return state.result;
}

Driver को एम्बेड करना

अगर StateMachine से कोई वैल्यू जनरेट होती है और उसमें कोई अपवाद नहीं जोड़ा जाता, तो एम्बेड Driver को लागू किया जा सकता है. इसे इस उदाहरण में दिखाया गया है.

class ResultProducer implements StateMachine {
  private final Parameters parameters;
  private final Driver driver;

  private ResultType result;

  ResultProducer(Parameters parameters) {
    this.parameters = parameters;
    this.driver = new Driver(this);
  }

  @Nullable  // Null when a Skyframe restart is needed.
  public ResultType tryProduceValue( SkyFunction.Environment env)
      throws InterruptedException {
    if (!driver.drive(env)) {
      return null;
    }
    return result;
  }

  @Override
  public StateMachine step(Tasks tasks) {
    …  // Implementation.
}

SkyFunction में ऐसा कोड हो सकता है जो यहां दिया गया है. यहां State, SkyKeyComputeState का फ़ंक्शन टाइप है.

@Nullable  // Null when a Skyframe restart is needed.
Result computeResult(SkyFunction.Environment env, State state)
    throws InterruptedException {
  if (state.result != null) {
    return state.result;
  }
  if (state.resultProducer == null) {
    state.resultProducer = new ResultProducer(new Parameters());
  }
  var result = state.resultProducer.tryProduceValue(env);
  if (result == null) {
    return null;
  }
  state.resultProducer = null;
  return state.result = result;
}

StateMachine को लागू करने के दौरान Driver को एम्बेड करना, Skyframe के सिंक करने वाले कोडिंग स्टाइल के लिए बेहतर विकल्प है.

StateMachines, जिनसे अपवाद हो सकते हैं

इसके अलावा, SkyKeyComputeState-एम्बेड की जा सकने वाली ValueOrExceptionProducer और ValueOrException2Producer क्लास भी होती हैं. इनमें सिंक्रोनस SkyFunction कोड से मैच करने के लिए, सिंक्रोनस एपीआई होते हैं.

ValueOrExceptionProducer ऐब्सट्रैक्ट क्लास में ये तरीके शामिल हैं.

public abstract class ValueOrExceptionProducer<V, E extends Exception>
    implements StateMachine {
  @Nullable
  public final V tryProduceValue(Environment env)
      throws InterruptedException, E {
    …  // Implementation.
  }

  protected final void setValue(V value)  {  … // Implementation. }
  protected final void setException(E exception) {  … // Implementation. }
}

इसमें एम्बेड किया गया Driver इंस्टेंस शामिल होता है. यह ड्राइवर को एम्बेड करने में मौजूद ResultProducer क्लास से काफ़ी मिलता-जुलता है. साथ ही, यह SkyFunction के साथ उसी तरह इंटरफ़ेस करता है. ResultSink तय करने के बजाय, इनमें से कोई भी काम होने पर setValue या setException को लागू करें. जब दोनों मौजूद हों, तो अपवाद को प्राथमिकता दी जाती है. tryProduceValue तरीका, एसिंक्रोनस कॉलबैक कोड को सिंक्रोनस कोड से जोड़ता है. साथ ही, कोई सेट होने पर अपवाद दिखाता है.

जैसा कि हमने पहले बताया था, गड़बड़ी के बबल होने के दौरान गड़बड़ी हो सकती है. भले ही, मशीन अभी तक न हुई हो, क्योंकि सभी इनपुट उपलब्ध नहीं हैं. इसे ध्यान में रखते हुए, tryProduceValue मशीन के काम पूरा होने से पहले ही, सेट की गई किसी भी अपवाद को दिखाता है.

आखिर में: कॉलबैक की सुविधा को हटाना

StateMachine, असाइनमेंट के हिसाब से अलग-अलग क्रम में होने वाले कंप्यूटेशन को पूरा करने का एक बेहतरीन तरीका है. हालांकि, इसमें बोइलरप्लेट का ज़्यादा इस्तेमाल होता है. Bazel कोड के कुछ हिस्सों में, खास तौर पर Runnables के तौर पर, ListenableFuture को पास करने वाले कॉन्टिन्यूएशन का इस्तेमाल बहुत ज़्यादा किया जाता है. हालांकि, विश्लेषण के लिए इस्तेमाल होने वाले SkyFunctions में, कॉन्टिन्यूएशन का इस्तेमाल ज़्यादा नहीं किया जाता. विश्लेषण का ज़्यादातर हिस्सा सीपीयू पर निर्भर करता है और डिस्क I/O के लिए, असिंक्रोनस एपीआई काम के नहीं होते. आखिर में, कॉलबैक को ऑप्टिमाइज़ करना अच्छा होगा, क्योंकि इनमें सीखने की प्रक्रिया ज़्यादा होती है और इन्हें पढ़ना मुश्किल होता है.

Java वर्चुअल थ्रेड, सबसे बेहतर विकल्पों में से एक है. कॉलबैक लिखने के बजाय, सब कुछ सिंक्रोनस और ब्लॉक करने वाले कॉल से बदल दिया जाता है. ऐसा इसलिए किया जा सकता है, क्योंकि प्लैटफ़ॉर्म थ्रेड के मुकाबले, वर्चुअल थ्रेड रिसॉर्स को जोड़ना सस्ता होता है. हालांकि, वर्चुअल थ्रेड के साथ भी, आसान सिंक्रोनस ऑपरेशन की जगह थ्रेड बनाने और सिंक करने से जुड़े नियम बहुत महंगा होता है. हमने StateMachine से Java वर्चुअल थ्रेड पर माइग्रेशन किया. इससे विश्लेषण में लगने वाला समय बहुत ज़्यादा बढ़ गया. साथ ही, एंड-टू-एंड विश्लेषण में लगने वाला समय करीब तीन गुना बढ़ गया. वर्चुअल थ्रेड अब भी झलक के तौर पर उपलब्ध है. इसलिए, हो सकता है कि परफ़ॉर्मेंस बेहतर होने पर, इसे बाद में माइग्रेट किया जाए.

एक और तरीका है, लूम कोरूटीन के उपलब्ध होने का इंतज़ार करना. इसका फ़ायदा यह है कि साथ मिलकर मल्टीटास्किंग का इस्तेमाल करके, सिंक करने में लगने वाले समय को कम किया जा सकता है.

अगर इन सभी तरीकों से भी समस्या हल नहीं होती है, तो लो-लेवल बाइटकोड को फिर से लिखना भी एक सही विकल्प हो सकता है. ज़रूरत के मुताबिक ऑप्टिमाइज़ेशन करने पर, मैन्युअल तरीके से लिखे गए कॉलबैक कोड जैसी परफ़ॉर्मेंस मिल सकती है.

अन्य जानकारी

कॉलबैक हेल

कॉलबैक हेल, एसिंक्रोनस कोड में एक आम समस्या है. इसमें कॉलबैक का इस्तेमाल किया जाता है. यह इस बात से जुड़ा है कि अगले चरण के लिए जारी रखने की सुविधा, पिछले चरण में नेस्ट की गई है. अगर कई चरण हैं, तो यह नेस्टिंग काफ़ी गहरी हो सकती है. कंट्रोल फ़्लो के साथ जोड़ने पर, कोड को मैनेज करना मुश्किल हो जाता है.

class CallbackHell implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks task) {
    doA();
    return (t, l) -> {
      doB();
      return (t1, l2) -> {
        doC();
        return DONE;
      };
    };
  }
}

नेस्ट किए गए लागू करने के तरीकों का एक फ़ायदा यह है कि बाहरी चरण के स्टैक फ़्रेम को सुरक्षित रखा जा सकता है. Java में, कैप्चर किए गए लैम्ब्डा वैरिएबल को फ़ाइनल माना जाना चाहिए, ताकि ऐसे वैरिएबल का इस्तेमाल करना मुश्किल हो. डीप नेस्टिंग से बचने के लिए, लेंबडा के बजाय कंटिन्यूएशन के रेफ़रंस का इस्तेमाल करने से बचा जाता है, जैसा कि यहां दिखाया गया है.

class CallbackHellAvoided implements StateMachine {
  @Override
  public StateMachine step(Tasks task) {
    doA();
    return this::step2;
  }

  private StateMachine step2(Tasks tasks) {
    doB();
    return this::step3;
  }

  private StateMachine step3(Tasks tasks) {
    doC();
    return DONE;
  }
}

runAfter इंजेक्शन पैटर्न का बहुत ज़्यादा इस्तेमाल करने पर भी कॉलबैक हेल की समस्या हो सकती है. हालांकि, क्रम से चले जाने वाले चरणों के साथ इंजेक्शन को शामिल करके, इससे बचा जा सकता है.

उदाहरण: चेन किए गए SkyValue लुकअप

अक्सर ऐसा होता है कि ऐप्लिकेशन लॉजिक के लिए, SkyValue लुकअप की डिपेंडेंट चेन की ज़रूरत होती है. उदाहरण के लिए, अगर दूसरा SkyKey, पहले SkyValue पर निर्भर करता है. इस बारे में आसानी से सोचने पर, यह एक जटिल, नेस्ट किए गए कॉलबैक स्ट्रक्चर में बदल जाएगा.

private ValueType1 value1;
private ValueType2 value2;

private StateMachine step1(...) {
  tasks.lookUp(key1, (Consumer<SkyValue>) this);  // key1 has type KeyType1.
  return this::step2;
}

@Override
public void accept(SkyValue value) {
  this.value1 = (ValueType1) value;
}

private StateMachine step2(...) {
  KeyType2 key2 = computeKey(value1);
  tasks.lookup(key2, this::acceptValueType2);
  return this::step3;
}

private void acceptValueType2(SkyValue value) {
  this.value2 = (ValueType2) value;
}

हालांकि, क्रम को मेथड के रेफ़रंस के तौर पर बताया गया है, इसलिए कोड हर स्थिति में होने वाले ट्रांज़िशन के तौर पर काम करता है: step2, step1 के बाद आता है. ध्यान दें कि यहां value2 असाइन करने के लिए, lambda का इस्तेमाल किया गया है. इससे कोड का क्रम ऊपर से नीचे तक की गणना के क्रम से मेल खा जाता है.

अन्य सलाह

समझने में आसान होना: प्लान लागू करने का क्रम

कोड को आसानी से पढ़ने के लिए, StateMachine.step कोड को लागू करने के क्रम को क्रम से रखें. साथ ही, कोड में जहां भी StateMachine.step कोड को लागू किया गया है उसके तुरंत बाद कॉलबैक को लागू करें. जहां कंट्रोल फ़्लो की शाखाएं होती हैं वहां ऐसा हमेशा नहीं किया जा सकता. ऐसे मामलों में, अतिरिक्त टिप्पणियां मददगार हो सकती हैं.

उदाहरण: चेन किए गए SkyValue लुकअप में, ऐसा करने के लिए एक इंटरमीडिएट मैथड रेफ़रंस बनाया जाता है. इससे रीडबिलिटी के लिए परफ़ॉर्मेंस पर काफ़ी असर पड़ता है, जो शायद यहां काम का हो.

जेनरेशनल हाइपोथीसिस

कुछ समय तक काम करने वाले Java ऑब्जेक्ट, Java के गार्बेज कलेक्टर के जनरेशन के अनुमान को गलत साबित करते हैं. गार्बेज कलेक्टर को ऐसे ऑब्जेक्ट को मैनेज करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो बहुत कम समय तक काम करते हैं या हमेशा काम करते हैं. परिभाषा के मुताबिक, SkyKeyComputeState में मौजूद ऑब्जेक्ट इस अनुमान का उल्लंघन करते हैं. ऐसे ऑब्जेक्ट, जिनमें Driver पर रूट किए गए, अब भी चल रहे सभी StateMachines का बना हुआ ट्री शामिल होता है, उनका जीवनकाल कुछ समय के लिए होता है. ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि वे असाइनमेंट के साथ-साथ चलने वाले कैलकुलेशन के पूरा होने का इंतज़ार करते हुए, निलंबित रहते हैं.

JDK19 में यह समस्या कम है. हालांकि, StateMachine का इस्तेमाल करने पर, कभी-कभी जीसी के समय में बढ़ोतरी देखी जा सकती है. ऐसा तब भी होता है, जब जनरेट किए गए असल ग़ैर-ज़रूरी डेटा में काफ़ी कमी आई हो. StateMachine लंबे समय तक चलते हैं. इसलिए, उन्हें पुरानी जेनरेशन के तौर पर इस्तेमाल किया जा सकता है. इससे वे ज़्यादा तेज़ी से भर सकते हैं. ऐसे में, उन्हें साफ़ करने के लिए ज़्यादा महंगे बड़े या पूरे जीसी की ज़रूरत पड़ती है.

शुरुआती सावधानी यह है कि StateMachine वैरिएबल का इस्तेमाल कम से कम किया जाए. हालांकि, ऐसा हमेशा संभव नहीं होता. उदाहरण के लिए, अगर एक से ज़्यादा राज्यों में किसी वैल्यू की ज़रूरत है. जहां मुमकिन हो वहां लोकल स्टैक step वैरिएबल, यंग जनरेशन वैरिएबल होते हैं और बेहतर तरीके से जीसी किए जाते हैं.

StateMachine वैरिएबल के लिए, चीज़ों को सबटास्क में बांटना और StateMachine वैरिएबल के बीच वैल्यू को लागू करने के लिए सुझाए गए पैटर्न का पालन करना भी मददगार होता है. ध्यान दें कि पैटर्न का पालन करते समय, सिर्फ़ चाइल्ड StateMachine में पैरंट StateMachine के रेफ़रंस होते हैं, न कि इसके उलट. इसका मतलब यह है कि जब बच्चे नतीजे के कॉलबैक का इस्तेमाल करके, नतीजे देते हैं और माता-पिता के डेटा को अपडेट करते हैं, तो बच्चे स्वाभाविक रूप से दायरे से बाहर हो जाते हैं और उन्हें जीसी (GC) का ऐक्सेस मिल जाता है.

आखिर में, कुछ मामलों में, पहले स्टेटस में StateMachine वैरिएबल की ज़रूरत होती है, लेकिन बाद के स्टेटस में नहीं. जब यह पता चल जाए कि बड़े ऑब्जेक्ट की ज़रूरत नहीं है, तो उनके रेफ़रंस को शून्य पर सेट करना फ़ायदेमंद हो सकता है.

स्टेटस के नाम

किसी तरीके को नाम देते समय, आम तौर पर उस तरीके में होने वाली गतिविधि के लिए नाम दिया जा सकता है. StateMachine में ऐसा करने का तरीका साफ़ तौर पर नहीं पता चलता, क्योंकि इसमें स्टैक नहीं होता. उदाहरण के लिए, मान लें कि विधि foo किसी उप-मेथ bar को कॉल करती है. StateMachine में, इसे foo के बाद bar के क्रम में बदला जा सकता है. foo में अब bar शामिल नहीं है. इस वजह से, राज्यों के लिए मेथड के नाम का दायरा छोटा होता है. इससे, स्थानीय व्यवहार को दिखाने में मदद मिलती है.

कॉन करंसी ट्री का डायग्राम

यहां स्ट्रक्चर्ड प्रोसेस के साथ एक साथ कई टास्क करने की सुविधा में डायग्राम का एक अन्य व्यू दिया गया है. इससे ट्री स्ट्रक्चर को बेहतर तरीके से समझा जा सकता है. ब्लॉक से एक छोटा पेड़ बनता है.