O que são funções geradoras? (Ou como funciona o SimPy?) Parte II

SimPy vs. funções geradoras

No episódio anterior...

Uma função geradora é uma classe especial de funções que têm como característica retornar, cada vez que são chamadas, valores em sequência. O que torna uma função qualquer uma função geradora é a presença do comando yield em seu corpo.

Para compreendermos a mecânica do SimPy (e da maioria dos softwares de simulação), devemos lembrar que os processos de um modelo de simulação nada mais são que eventos (ou atividades ou ações) que interagem entre si de diversas maneiras, tais como: congelando outro evento por tempo determinado, disparando novos eventos ou mesmo interrompendo certo evento já em execução.

Já sabemos que as entidades e eventos em SimPy são modelados como processos dentro de um dado environment. Cada processo é basicamente uma função iniciada por def como qualquer outra construída em Python, mas que contém a palavrinha mágica yield. Portanto, como descrito no item anterior, todo processo em SimPy é também uma função geradora.

Um evento bastante elementar em SimPy é o timeout() ou, na sua forma mais usual:

yield env.timeout(tempo_de_espera)

Imagine por um momento que você é a própria encarnação do SimPy, lidando com diversos eventos, processos, recursos etc. Repentinamente, você, Mr. SimPy, depara-se com a linha de código anterior. Mr. SimPy vai processar a linha em duas etapas principais:

1. A palavra yield suspende imediatamente o processo ou, de outro modo, impede que a execução avance para linha seguinte (como esperado em toda função geradora);

2. Com o processo suspenso, a função env.timeout(tempo_de_espera) é executada e só após o seu derradeiro término, o processamento retorna para a linha seguinte do programa.

Portanto, quando um processo encontra um yield, ele é suspenso até o instante em que o evento deve ocorrer, quando então, o SimPy dispara o novo evento. De outro modo, quando o SimPy encontra a linha com yield ele criar um evento a ser disparado dali a um tempo igual ao tempo_de_espera.

Naturalmente, quando temos muito eventos interpostos, cabe ao SimPy coordenar os disparos e suspensões dos eventos corretamente ao longo da simulação, respeitando um calendário único do programa - é nesta parte que você deve se emocionar com a habilidade dos programadores que codificaram o calendário de eventos dentro do SimPy: ele garante que nossos modelos, por mais confusos que sejam, cheios de processos disputando recursos e ocupando incontáveis filas, tenham seus eventos programados e executados nos instantes corretos.

Em resumo, SimPy é um controlador de eventos gerados pelo seu programa. Ele recebe seus eventos, ordena pelo momento de execução (ou prioridade, quando existem eventos simultâneos no tempo) e armazena uma lista de eventos dentro do environment. Se uma função dispara um novo evento, cabe ao SimPy adicionar o evento na lista de eventos, de modo ordenado pelo momento de execução (ou da prioridade daquele evento sobre os outros).