请说明在 Scala 中使用 Cats Effect 进行纯函数式并发编程的具体方法和核心机制。

回答思路

1. 【回答框架 1】Cats Effect 基于 IO 类型实现纯函数式并发，IO 描述副作用计算，通过 map、flatMap 组合，运行时才执行。
2. 【回答框架 2】核心并发原语包括 Fiber 用于轻量级并发，采用结构化并发（如 Supervisor 管理生命周期），以及 Ref、Deferred、Semaphore、Queue 等支持并发协调。
3. 【回答框架 3】通过 parSequence、parTraverse 等并行组合子实现并行执行，利用 IO 的取消机制和错误处理保证纯函数式特性。
4. 【回答框架 4】使用 unsafeRunSync 或 IOApp 运行 IO，确保并发安全与资源安全（如 bracket 管理资源）。
5. 【关键点 1】IO 是描述计算的值，支持纯函数式组合。
6. 【关键点 2】Fiber 实现轻量级并发，类似于线程但更廉价。
7. 【关键点 3】结构化并发通过 Supervisor 自动管理 Fiber 生命周期。
8. 【关键点 4】Ref 提供原子引用，Deferred 用于异步等待，Semaphore 控制并发数。
9. 【易错点 1】忽略 IO 的运行时机可能导致副作用未执行或执行多次。
10. 【易错点 2】直接使用全局可变状态破坏纯函数式特性。
11. 【易错点 3】未正确处理取消可能导致资源泄漏。