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[factor.git] / core / continuations / continuations-docs.factor
1 USING: help.markup help.syntax kernel kernel.private
2 continuations.private vectors arrays namespaces
3 assocs words quotations lexer sequences math ;
4 IN: continuations
5
6 ARTICLE: "errors-restartable" "Restartable errors"
7 "Support for restartable errors is built on top of the basic error handling facility. The following words signals recoverable errors:"
8 { $subsections
9     throw-restarts
10     rethrow-restarts
11 }
12 "The list of restarts from the most recently-thrown error is stored in a global variable:"
13 { $subsections restarts }
14 "To invoke restarts, see " { $link "debugger" } "." ;
15
16 ARTICLE: "errors-post-mortem" "Post-mortem error inspection"
17 "The most recently thrown error, together with the continuation at that point, are stored in a pair of global variables:"
18 { $subsections
19     error
20     error-continuation
21 }
22 "Developer tools for inspecting these values are found in " { $link "debugger" } "." ;
23
24 ARTICLE: "errors-anti-examples" "Common error handling pitfalls"
25 "When used correctly, exception handling can lead to more robust code with less duplication of error handling logic. However, there are some pitfalls to keep in mind."
26 { $heading "Anti-pattern #1: Ignoring errors" }
27 "The " { $link ignore-errors } " word should almost never be used. Ignoring errors does not make code more robust and in fact makes it much harder to debug if an intermittent error does show up when the code is run under previously unforseen circumstances. Never ignore unexpected errors; always report them to the user."
28 { $heading "Anti-pattern #2: Catching errors too early" }
29 "A less severe form of the previous anti-pattern is code that makes overly zealous use of " { $link recover } ". It is almost always a mistake to catch an error, log a message, and keep going. The only exception is network servers and other long-running processes that must remain running even if individual tasks fail. In these cases, place the " { $link recover } " as high up in the call stack as possible."
30 $nl
31 "In most other cases, " { $link cleanup } " should be used instead to handle an error and rethrow it automatically."
32 { $heading "Anti-pattern #3: Dropping and rethrowing" }
33 "Do not use " { $link recover } " to handle an error by dropping it and throwing a new error. By losing the original error message, you signal to the user that something failed without leaving any indication of what actually went wrong. Either wrap the error in a new error containing additional information, or rethrow the original error. A more subtle form of this is using " { $link throw } " instead of " { $link rethrow } ". The " { $link throw } " word should only be used when throwing new errors, and never when rethrowing errors that have been caught."
34 { $heading "Anti-pattern #4: Logging and rethrowing" }
35 "If you are going to rethrow an error, do not log a message. If you do so, the user will see two log messages for the same error, which will clutter logs without adding any useful information." ;
36
37 ARTICLE: "errors" "Exception handling"
38 "Support for handling exceptional situations such as bad user input, implementation bugs, and input/output errors is provided by a set of words built using continuations."
39 $nl
40 "Two words raise an error in the innermost error handler for the current dynamic extent:"
41 { $subsections
42     throw
43     rethrow
44 }
45 "Words for establishing an error handler:"
46 { $subsections
47     cleanup
48     recover
49     ignore-errors
50 }
51 "Syntax sugar for defining errors:"
52 { $subsections POSTPONE: ERROR: }
53 "Unhandled errors are reported in the listener and can be debugged using various tools. See " { $link "debugger" } "."
54 { $subsections
55     "errors-restartable"
56     "debugger"
57     "errors-post-mortem"
58     "errors-anti-examples"
59 }
60 "When Factor encouters a critical error, it calls the following word:"
61 { $subsections die } ;
62
63 ARTICLE: "continuations.private" "Continuation implementation details"
64 "A continuation is simply a tuple holding the contents of the five stacks:"
65 { $subsections
66     continuation
67     >continuation<
68 }
69 "The five stacks can be read and written:"
70 { $subsections
71     datastack
72     set-datastack
73     retainstack
74     set-retainstack
75     callstack
76     set-callstack
77     namestack
78     set-namestack
79     catchstack
80     set-catchstack
81 } ;
82
83 ARTICLE: "continuations" "Continuations"
84 "At any point in the execution of a program, the " { $emphasis "current continuation" } " represents the future of the computation."
85 $nl
86 "Words for working with continuations are found in the " { $vocab-link "continuations" } " vocabulary; implementation details are in " { $vocab-link "continuations.private" } "."
87 $nl
88 "Continuations can be reified with the following two words:"
89 { $subsections
90     callcc0
91     callcc1
92 }
93 "Another two words resume continuations:"
94 { $subsections
95     continue
96     continue-with
97 }
98 "Continuations as control-flow:"
99 { $subsections
100     attempt-all
101     with-return
102 }
103 "Continuations serve as the building block for a number of higher-level abstractions, such as " { $link "errors" } " and " { $link "threads" } "."
104 { $subsections "continuations.private" } ;
105
106 ABOUT: "continuations"
107
108 HELP: catchstack*
109 { $values { "catchstack" "a vector of continuations" } }
110 { $description "Outputs the current catchstack." } ;
111
112 HELP: catchstack
113 { $values { "catchstack" "a vector of continuations" } }
114 { $description "Outputs a copy of the current catchstack." } ;
115
116 HELP: set-catchstack
117 { $values { "catchstack" "a vector of continuations" } }
118 { $description "Replaces the catchstack with a copy of the given vector." } ;
119
120 HELP: continuation
121 { $values { "continuation" continuation } }
122 { $description "Reifies the current continuation from the point immediately after which the caller returns." } ;
123
124 HELP: >continuation<
125 { $values { "continuation" continuation } { "data" vector } { "call" vector } { "retain" vector } { "name" vector } { "catch" vector } }
126 { $description "Takes a continuation apart into its constituents." } ;
127
128 HELP: ifcc
129 { $values { "capture" { $quotation "( continuation -- )" } } { "restore" quotation } }
130 { $description "Reifies a continuation from the point immediately after which this word returns, and passes it to " { $snippet "capture" } ". When the continuation is restored, execution resumes and "{ $snippet "restore" } " is called." } ;
131
132 { callcc0 continue callcc1 continue-with ifcc } related-words
133
134 HELP: callcc0
135 { $values { "quot" { $quotation "( continuation -- )" } } }
136 { $description "Applies the quotation to the current continuation, which is reified from the point immediately after which the caller returns. The " { $link continue } " word resumes the continuation." } ;
137
138 HELP: callcc1
139 { $values { "quot" { $quotation "( continuation -- )" } } { "obj" "an object provided when resuming the continuation" } }
140 { $description "Applies the quotation to the current continuation, which is reified from the point immediately after which the caller returns. The " { $link continue-with } " word resumes the continuation, passing a value back to the original execution context." } ;
141
142 HELP: continue
143 { $values { "continuation" continuation } }
144 { $description "Resumes a continuation reified by " { $link callcc0 } "." } ;
145
146 HELP: continue-with
147 { $values { "obj" "an object to pass to the continuation's execution context" } { "continuation" continuation } }
148 { $description "Resumes a continuation reified by " { $link callcc1 } ". The object will be placed on the data stack when the continuation resumes." } ;
149
150 HELP: error
151 { $description "Global variable holding most recently thrown error." }
152 { $notes "Only updated by " { $link throw } ", not " { $link rethrow } "." } ;
153
154 HELP: error-continuation
155 { $description "Global variable holding current continuation of most recently thrown error." }
156 { $notes "Only updated by " { $link throw } ", not " { $link rethrow } "." } ;
157
158 HELP: restarts
159 { $var-description "Global variable holding the set of possible restarts for the most recently thrown error." }
160 { $notes "Only updated by " { $link throw } ", not " { $link rethrow } "." } ;
161
162 HELP: >c
163 { $values { "continuation" continuation } }
164 { $description "Pushes an exception handler continuation on the catch stack. The continuation must have been reified by " { $link callcc1 } "." } ;
165
166 HELP: c>
167 { $values { "continuation" continuation } }
168 { $description "Pops an exception handler continuation from the catch stack." } ;
169
170 HELP: throw
171 { $values { "error" object } }
172 { $description "Saves the current continuation in the " { $link error-continuation } " global variable and throws an error. Execution does not continue at the point after the " { $link throw } " call. Rather, the innermost catch block is invoked, and execution continues at that point." } ;
173
174 { cleanup recover } related-words
175
176 HELP: cleanup
177 { $values { "try" quotation } { "cleanup-always" quotation } { "cleanup-error" quotation } }
178 { $description "Calls the " { $snippet "try" } " quotation. If no error is thrown, calls " { $snippet "cleanup-always" } " without restoring the data stack. If an error is thrown, restores the data stack, calls " { $snippet "cleanup-always" } " followed by " { $snippet "cleanup-error" } ", and rethrows the error." } ;
179
180 HELP: recover
181 { $values { "try" quotation } { "recovery" { $quotation "( error -- )" } } }
182 { $description "Calls the " { $snippet "try" } " quotation. If an exception is thrown in the dynamic extent of the " { $snippet "try" } " quotation, restores the data stack and calls the " { $snippet "recovery" } " quotation to handle the error." } ;
183
184 HELP: ignore-errors
185 { $values { "quot" quotation } }
186 { $description "Calls the quotation. If an exception is thrown in the dynamic extent of the quotation, restores the data stack and returns." } ;
187
188 HELP: rethrow
189 { $values { "error" object } }
190 { $description "Throws an error without saving the current continuation in the " { $link error-continuation } " global variable. This is done so that inspecting the error stacks sheds light on the original cause of the exception, rather than the point where it was rethrown." }
191 { $notes
192     "This word is intended to be used in conjunction with " { $link recover } " to implement error handlers which perform an action and pass the error to the next outermost error handler."
193 }
194 { $examples
195     "The " { $link with-lexer } " word catches errors, annotates them with the current line and column number, and rethrows them:"
196     { $see with-lexer }
197 } ;
198
199 HELP: throw-restarts
200 { $values { "error" object } { "restarts" "a sequence of " { $snippet "{ string object }" } " pairs" } { "restart" object } }
201 { $description "Throws a restartable error using " { $link throw } ". The " { $snippet "restarts" } " parameter is a sequence of pairs where the first element in each pair is a human-readable description and the second is an arbitrary object. If the error reaches the top-level error handler, the user will be presented with the list of possible restarts, and upon invoking one, execution will continue after the call to " { $link throw-restarts } " with the object associated to the chosen restart on the stack." }
202 { $examples
203     "Try invoking one of the two restarts which are offered after the below code throws an error:"
204     { $code
205         ": restart-test"
206         "    \"Oops!\" { { \"One\" 1 } { \"Two\" 2 } } condition"
207         "    \"You restarted: \" write . ;"
208         "restart-test"
209     }
210 } ;
211
212 HELP: rethrow-restarts
213 { $values { "error" object } { "restarts" "a sequence of " { $snippet "{ string object }" } " pairs" } { "restart" object } }
214 { $description "Throws a restartable error using " { $link rethrow } ". Otherwise, this word is identical to " { $link throw-restarts } "." } ;
215
216 { throw rethrow throw-restarts rethrow-restarts } related-words
217
218 HELP: compute-restarts
219 { $values { "error" object } { "seq" "a sequence" } }
220 { $description "Outputs a sequence of triples, where each triple consists of a human-readable string, an object, and a continuation. Resuming a continuation with the corresponding object restarts execution immediately after the corresponding call to " { $link condition } "."
221 $nl
222 "This word recursively travels up the delegation chain to collate restarts from nested and wrapped conditions." } ;
223
224 HELP: save-error
225 { $values { "error" "an error" } }
226 { $description "Called by the error handler to set the " { $link error } " and " { $link restarts } " global variables after an error was thrown." }
227 $low-level-note ;
228
229 HELP: with-datastack
230 { $values { "stack" sequence } { "quot" quotation } { "newstack" sequence } }
231 { $description "Executes the quotation with the given data stack contents, and outputs the new data stack after the word returns. The input sequence is not modified; a new sequence is produced. Does not affect the data stack in surrounding code, other than consuming the two inputs and pushing the output." }
232 { $examples
233     { $example "USING: continuations math prettyprint ;" "{ 3 7 } [ + ] with-datastack ." "{ 10 }" }
234 } ;
235
236 HELP: attempt-all
237 { $values
238      { "seq" sequence } { "quot" quotation }
239      { "obj" object } }
240 { $description "Applies the quotation to elements in a sequence and returns the value from the first quotation that does not throw an error. If all quotations throw an error, returns the last error thrown." }
241 { $examples "The first two numbers throw, the last one doesn't:"
242     { $example
243     "USING: prettyprint continuations kernel math ;"
244     "{ 1 3 6 } [ dup odd? [ \"Odd\" throw ] when ] attempt-all ."
245     "6" }
246     "All quotations throw, the last exception is rethrown:"
247     { $example
248     "USING: prettyprint continuations kernel math ;"
249     "[ { 1 3 5 } [ dup odd? [ throw ] when ] attempt-all ] [ ] recover ."
250     "5"
251     }
252 } ;
253
254 HELP: return
255 { $description "Returns early from a quotation by reifying the continuation captured by " { $link with-return } " ; execution is resumed starting immediately after " { $link with-return } "." } ;
256
257 HELP: with-return
258 { $values
259      { "quot" quotation } }
260 { $description "Captures a continuation that can be reified by calling the " { $link return } " word. If so, it will resume execution immediatly after the " { $link with-return } " word. If " { $link return } " is not called, then execution proceeds as if this word were simply " { $link call } "." }
261 { $examples
262     "Only \"Hi\" will print:"
263     { $example
264     "USING: prettyprint continuations io ;"
265     "[ \"Hi\" print return \"Bye\" print ] with-return"
266     "Hi"
267 } } ;
268
269 { return with-return } related-words
270
271 HELP: restart
272 { $values { "restart" restart } }
273 { $description "Invokes a restart." }
274 { $class-description "The class of restarts." } ;