Cộng đồng lập trình đang tham gia vào một cuộc thảo luận sôi nổi về việc liệu cách tiếp cận I/O mới của Zig có thực sự giải quyết được vấn đề function coloring khét tiếng hay không. Cuộc tranh luận này bắt nguồn từ thông báo lộ trình năm 2026 của Zig và một bài blog chi tiết giải thích cách tiếp cận sáng tạo của họ trong việc xử lý các hoạt động bất đồng bộ.
Vấn đề function coloring, lần đầu được mô tả bởi Bob Nystrom vào năm 2015, làm nổi bật cách các hàm async và sync trở nên không tương thích trong nhiều ngôn ngữ lập trình. Một khi bạn đánh dấu một hàm là async, nó chỉ có thể được gọi từ các hàm async khác, tạo ra hiệu ứng lan truyền buộc các nhà phát triển phải duy trì các thư viện riêng biệt cho các hoạt động blocking và non-blocking.
Giải Pháp Dựa Trên Parameter Của Zig
Hệ thống I/O mới của Zig áp dụng một cách tiếp cận khác bằng cách yêu cầu các hàm chấp nhận một parameter std.Io thay vì sử dụng các từ khóa đặc biệt như async. Điều này có nghĩa là bất kỳ hàm nào thực hiện các hoạt động I/O đều phải nhận rõ ràng parameter này, làm cho dependency trở nên rõ ràng trong signature của hàm. Thiết kế này cho phép cùng một hàm hoạt động trong cả ngữ cảnh blocking và non-blocking, tùy thuộc vào implementation I/O được truyền vào.
Các thành viên cộng đồng chia rẽ về việc liệu điều này có thực sự loại bỏ function coloring hay không. Những người ủng hộ lập luận rằng vì các hàm không cần syntax đặc biệt và có thể được gọi từ bất kỳ ngữ cảnh nào, bản chất lan truyền của async/await đã được loại bỏ. Họ chỉ ra rằng việc truyền parameter là một khái niệm lập trình cơ bản, không giống như các quy ước gọi hàm đặc biệt được yêu cầu bởi các hệ thống async truyền thống.
So sánh chữ ký hàm I/O của Zig:
Truyền thống (blocking):
fn saveData(data: []const u8) !void
fn saveFile(file: std.File, data: []const u8) !void
Phương pháp I/O mới (thống nhất):
fn saveData(io: Io, data: []const u8) !void
fn saveFile(io: Io, file: std.File, data: []const u8) !void
Lập Luận Về Tính Lan Truyền
Những người chỉ trích vẫn khẳng định rằng việc yêu cầu parameter std.Io tạo ra hình thức function coloring riêng của nó. Họ lập luận rằng bất kỳ hàm nào cần I/O đều phải lan truyền yêu cầu này lên call stack, tương tự như cách các hàm async lây nhiễm cho những hàm gọi chúng. Sự khác biệt chính nằm ở implementation: trong khi các hệ thống async truyền thống ngăn cản việc gọi các hàm async từ ngữ cảnh sync, Zig cho phép gọi các hàm I/O từ các hàm non-I/O bằng cách tạo hoặc lấy một instance std.Io.
Nếu bạn muốn đi theo hướng đó, thì bất kỳ hàm nào có hoặc không có bất kỳ resource nào cũng được tô màu.
Quan điểm này cho rằng mọi parameter đều tạo ra một hình thức coloring, làm cho khái niệm này trở nên ít ý nghĩa hơn khi được áp dụng rộng rãi cho tất cả các dependency của hàm.
Lợi Ích Thực Tế Hơn Là Sự Thuần Khiết Lý Thuyết
Bất chấp cuộc tranh luận lý thuyết, nhiều nhà phát triển tập trung vào các lợi thế thực tế. Cách tiếp cận của Zig loại bỏ nhu cầu về các thư viện trùng lặp - một cho các hoạt động sync và một khác cho các hoạt động async. Điều này giải quyết một điểm đau thực sự khi các dự án như Redis có các thư viện Python riêng biệt cho các hoạt động blocking và non-blocking, thường dẫn đến các thách thức về bảo trì.
Thiết kế này cũng cung cấp kiểm soát rõ ràng đối với các dependency I/O, tương tự như cách Zig xử lý việc cấp phát bộ nhớ bằng cách yêu cầu các parameter allocator rõ ràng. Sự rõ ràng này giúp ngăn chặn các hoạt động I/O không mong muốn và làm cho việc testing dễ dàng hơn thông qua dependency injection.
So sánh ngôn ngữ lập trình cho việc xử lý Async/Sync:
| Ngôn ngữ | Phương pháp | Function Coloring | Library Duplication |
|---|---|---|---|
| JavaScript/Node.js | Từ khóa async/await |
Có | Có |
| Rust | async fn với escape hatches |
Một phần | Có |
| Go | Runtime trong suốt | Không | Không |
| Zig (mới) | Dựa trên tham số (std.Io) |
Đang tranh luận | Không |
So Sánh Với Các Giải Pháp Khác
Cuộc thảo luận tiết lộ cách các ngôn ngữ khác nhau xử lý thách thức này. Go tránh function coloring bằng cách sử dụng một runtime xâm nhập quản lý các hoạt động bất đồng bộ một cách minh bạch. Rust cung cấp các lối thoát như block_on và spawn_blocking để chuyển đổi giữa các ngữ cảnh sync và async, mặc dù các giải pháp này đi kèm với những đánh đổi riêng.
Cách tiếp cận của Zig đại diện cho một con đường trung gian, cung cấp tính linh hoạt của việc xử lý async minh bạch của Go trong khi duy trì kiểm soát rõ ràng mà các lập trình viên hệ thống đánh giá cao. Việc liệu điều này có cấu thành sự loại bỏ thực sự của function coloring hay không có thể phụ thuộc nhiều hơn vào việc sử dụng thực tế hơn là các định nghĩa lý thuyết.
Cuộc tranh luận cuối cùng làm nổi bật rằng function coloring có thể ít liên quan đến syntax và nhiều hơn về ergonomics của việc kết hợp các mô hình thực thi khác nhau. Giải pháp của Zig ưu tiên sự kết hợp thực tế hơn là sự thuần khiết lý thuyết, có khả năng cung cấp một con đường thực dụng cho các ngôn ngữ lập trình hệ thống.
Tham khảo: <> Zig's new I/O: function coloring is inevitable?