improve: rework VoiceModel (#830)

* improve: rework `VoiceModel`

* diffを抑える工夫

* Minor refactor

* `.ref_map(…)` → `.each_ref().map(…)`

* `collect_results` → `collect`, `collect_future_results` → `join`

* `join`から`Result`の`collect`を分離

* fixup! diffを抑える工夫

* `blocking`版はblockingクレートに依存しない

* async_zip v0.0.17に備える

* `SmolBlocking` → `BlockingThreadPool`

* Minor refactor

* `futures_lite::future::block_on`を`.block_on()`として使えるようにする

* `join` → `join_all`

#830 (comment)

* `find_index` → `find_entry_index`

#830 (comment)

* "join"しない

* Minor refactor

* `crate::asyncs`にdoc

#830 (comment)

* `Unstoppable` → `SingleTasked`

#830 (comment)
https://chatgpt.com/share/cdae540e-5751-43a5-a1fb-ac1f17d6a1b8

Cargo.toml

@@ -8,6 +8,7 @@ anstream = { version = "0.5.0", default-features = false }
 anstyle-query = "1.0.0"
 anyhow = "1.0.65"
 assert_cmd = "2.0.8"
+async-fs = "2.1.2"
 async_zip = "=0.0.16"
 bindgen = "0.69.4"
 binstall-tar = "0.4.39"
@@ -33,10 +34,10 @@ enum-map = "3.0.0-beta.1"
 eyre = "0.6.8"
 flate2 = "1.0.25"
 fs-err = "2.11.0"
-futures = "0.3.26"
 futures-core = "0.3.25"
 futures-util = "0.3.25"
 futures-lite = "2.2.0"
+futures-io = "0.3.28"
 heck = "0.4.1"
 humansize = "2.1.2"
 indexmap = "2.0.0"

crates/voicevox_core/Cargo.toml

@@ -16,6 +16,7 @@ link-onnxruntime = []
 
 [dependencies]
 anyhow.workspace = true
+async-fs.workspace = true
 async_zip = { workspace = true, features = ["deflate"] }
 camino.workspace = true
 const_format.workspace = true
@@ -27,14 +28,15 @@ easy-ext.workspace = true
 educe.workspace = true
 enum-map.workspace = true
 fs-err = { workspace = true, features = ["tokio"] }
-futures.workspace = true
+futures-io.workspace = true
+futures-lite.workspace = true
+futures-util = { workspace = true, features = ["io"] }
 indexmap = { workspace = true, features = ["serde"] }
 itertools.workspace = true
 jlabel.workspace = true
 ndarray.workspace = true
 open_jtalk.workspace = true
 ouroboros.workspace = true
-rayon.workspace = true
 ref-cast.workspace = true
 regex.workspace = true
 serde = { workspace = true, features = ["derive", "rc"] }
@@ -49,7 +51,6 @@ tracing.workspace = true
 uuid = { workspace = true, features = ["v4", "serde"] }
 voicevox-ort = { workspace = true, features = ["download-binaries", "__init-for-voicevox"] }
 voicevox_core_macros = { path = "../voicevox_core_macros" }
-zip.workspace = true
 
 [dev-dependencies]
 heck.workspace = true

crates/voicevox_core/src/asyncs.rs

@@ -0,0 +1,82 @@
+//! 非同期操作の実装の切り替えを行う。
+//!
+//! 「[ブロッキング版API]」と「[非同期版API]」との違いはここに集約される
+//! …予定。現在は[`crate::voice_model`]のみで利用している。
+//!
+//! # Motivation
+//!
+//! [blocking]クレートで駆動する非同期処理はランタイムが無くても動作する。そのため非同期版APIを
+//! もとにブロッキング版APIを構成することはできる。しかし将来WASMビルドすることを考えると、スレッド
+//! がまともに扱えないため機能しなくなってしまう。そのためWASM化を見越したブロッキング版APIのため
+//! に[`SingleTasked`]を用意している。
+//!
+//! [ブロッキング版API]: crate::blocking
+//! [非同期版API]: crate::tokio
+//! [blocking]: https://docs.rs/crate/blocking
+
+use std::{
+    io::{self, Read as _, Seek as _, SeekFrom},
+    path::Path,
+    pin::Pin,
+    task::{self, Poll},
+};
+
+use futures_io::{AsyncRead, AsyncSeek};
+
+pub(crate) trait Async: 'static {
+    async fn open_file(path: impl AsRef<Path>) -> io::Result<impl AsyncRead + AsyncSeek + Unpin>;
+}
+
+/// エグゼキュータが非同期タスクの並行実行をしないことを仮定する、[`Async`]の実装。
+///
+/// [ブロッキング版API]用。
+///
+/// # Performance
+///
+/// `async`の中でブロッキング操作を直接行う。そのためTokioやasync-stdのような通常の非同期ランタイム
+/// 上で動くべきではない。
+///
+/// [ブロッキング版API]: crate::blocking
+pub(crate) enum SingleTasked {}
+
+impl Async for SingleTasked {
+    async fn open_file(path: impl AsRef<Path>) -> io::Result<impl AsyncRead + AsyncSeek + Unpin> {
+        return std::fs::File::open(path).map(BlockingFile);
+
+        struct BlockingFile(std::fs::File);
+
+        impl AsyncRead for BlockingFile {
+            fn poll_read(
+                mut self: Pin<&mut Self>,
+                _: &mut task::Context<'_>,
+                buf: &mut [u8],
+            ) -> Poll<io::Result<usize>> {
+                Poll::Ready(self.0.read(buf))
+            }
+        }
+
+        impl AsyncSeek for BlockingFile {
+            fn poll_seek(
+                mut self: Pin<&mut Self>,
+                _: &mut task::Context<'_>,
+                pos: SeekFrom,
+            ) -> Poll<io::Result<u64>> {
+                Poll::Ready(self.0.seek(pos))
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/// [blocking]クレートで駆動する[`Async`]の実装。
+///
+/// [非同期版API]用。
+///
+/// [blocking]: https://docs.rs/crate/blocking
+/// [非同期版API]: crate::tokio
+pub(crate) enum BlockingThreadPool {}
+
+impl Async for BlockingThreadPool {
+    async fn open_file(path: impl AsRef<Path>) -> io::Result<impl AsyncRead + AsyncSeek + Unpin> {
+        async_fs::File::open(path).await
+    }
+}

crates/voicevox_core/src/future.rs

@@ -0,0 +1,16 @@
+use std::future::Future;
+
+use easy_ext::ext;
+
+/// `futures_lite::future::block_on`を、[pollster]のように`.block_on()`という形で使えるようにする。
+///
+/// [pollster]: https://docs.rs/crate/pollster
+#[ext(FutureExt)]
+impl<F: Future> F {
+    pub(crate) fn block_on(self) -> Self::Output
+    where
+        Self: Sized,
+    {
+        futures_lite::future::block_on(self)
+    }
+}