将 Par monad 与 STM 和确定性 IO 结合使用

Question

我正在为一项作业撰写报告，其中我使用 STM 包实现了并发多核分支定界算法，但我遇到了一个问题。

使用STM的实现显然是在IO monad中，因为它同时使用STM的“atomically”和Concurrent的“forkIO”，但它是确定性的。尽管使用共享内存变量，但对于相同的输入，函数的最终结果将始终相同。

我的问题是，除了“unsafePerformIO”之外，在退出 IO 时我还有哪些选择？我是否应该尝试将其从 IO monad 中取出，因为使用多个内核可能会影响其他没有相同确定性保证的并发代码。

我听说过 Par monad 包（虽然没有使用过），但是 STM 存在于 IO monad 中，为了获得线程安全的全局变量，我唯一的 STM 替代方案是 MVars（据我所知），它也存在于 IO monad 中。

Answer 1

请不要将 unsafePerformIO 与 STM 一起使用。 STM 在幕后有副作用，使用 unsafePerformIO 隐藏了这些副作用，使您的代码看似不纯粹，因此难以重构或存在危险。多加努力看看并行包是否能帮助你。

不安全 STM 操作不安全的一个例子是，您最终使用嵌套在另一个操作（可能是由更高级别的库）内的“纯”STM 操作。例如，由于嵌套的 STM 操作，以下代码会循环（以 终止）。我记得旧的 GHC 版本崩溃了，但现在似乎无法使用 GHC 7.0.1 重现该行为。

import Control.Concurrent
import Control.Concurrent.STM
import System.IO.Unsafe
import GHC.Conc.Sync

main = newTVarIO 5 >>= runComputation >>= print

runComputation :: TVar Int -> IO Int
runComputation tv = atomically $ do
        let y = getFiveUnsafe tv + 1
        writeTVar tv y
        return y

getFiveUnsafe tv = unsafePerformIO . atomically $ do
        x <- readTVar tv
        writeTVar tv (x + 5)
        return x

（我欢迎其他人编辑和添加更有说服力的例子 - 我相信存在更好的例子）

Answer 2

STM 及其相关函数不能从 unsafePerformIO 使用，但 forkIO 可以，并且新线程可以原子地调用安全。你可以这样做：

purifiedAlgorithm = unsafePerformIO $ do
  rr <- newEmptyMVar
  forkIO $ concurrentAlgorithm >> putMVar rr
  takeMVar rr