23、异步会话类型：异常与多方交互

异步会话类型：异常与多方交互

1. 引言

近年来，一种名为 Web 服务的新型分布式软件系统应运而生，它借助万维网基础设施，支持网络上机器与机器之间的互操作交互。这些交互能够构成复杂的应用程序，其主要计算模式是分布式计算实体之间的通信。Web 服务的出现，以及多核处理器和普适计算等趋势，正促使软件开发范式发生转变，通信和并发成为常态而非例外。

然而，这种新范式仍缺乏成熟的编程方法。编程通信和并发比顺序编程更具挑战性，因为它使程序员和设计师面临新的复杂性，包括通信行为的组合、死锁、活锁和各种形式的部分故障。因此，Web 服务在编程方法上带来了重大技术挑战，这些挑战可概括为以下几点：
- 能够清晰、准确且模块化地描述以通信为中心的行为。
- 能够验证和检测程序在通信行为方面的关键属性。
- 能够控制程序的运行时行为，包括它们的组合。

会话类型是一种用于结构化通信的形式化方法，它基于会话的概念：将对话的结构抽象为一种类型，然后通过相关的类型规则来验证程序。虽然标准会话类型已被证明能够捕捉许多实际场景，但在某些情况下，它们不足以描述和验证涉及更复杂场景的交互，或者使用起来过于复杂，使设计阶段变得困难。

本文将探讨会话类型的两个扩展：交互异常和多方会话，这些扩展适用于异步通信的实际应用场景。
- 交互异常是结构化异常的异步交互泛化，允许通信对等方以异步和协作的方式从对话（会话）中间跳出，并以协调的方式进入另一个对话。新的异常类型保证了通信安全，并为实际中发现的高级对话模式提供了精确的类型抽象。
- 多方会话将二进制会话扩展到多方异步会话。在多方会话中，交互涉及多个对等方，这些对等方在类型层面直接抽象为全局场景。全局类型保