haskell - 如何在 Haskell 中实现 fork try-catch？

Question

我想写一个函数

forkos_try :: IO (Maybe α) -> IO (Maybe α)

它接受命令x。 x 是一个命令式操作，它首先改变状态，然后检查该状态是否困惑。 (它不会执行任何外部操作，这需要某种操作系统级沙箱来恢复状态。)

• 如果 x 计算结果为 Just y，forkos_try 返回 Just y。
• 否则，forkos_try回滚状态，并返回Nothing。

在内部，它应该fork()到线程parent和child中，x在上运行> child 。

• 如果 x 成功，child 应继续运行(返回 x 的结果)，而 parent 应终止
• 否则，parent 应继续运行(返回 Nothing)，而 child 应死亡

问题:如何编写具有与 forkos_try 等效或更强大语义的内容？ 注意-- 状态突变(由x)位于外部库中，并且无法在线程之间传递。因此，保持哪个线程事件的语义很重要。

正式地，“继续运行”意味着“执行一些延续rest::Maybe α -> IO ()”。但是，该延续并未在代码中明确保留。

对于我的情况，我认为(暂时)可以使用 forkOS 以不同的风格编写它(这需要运行整个计算 child) ，因为我可以为 rest 编写一个显式表达式。但是，令我困扰的是，我无法弄清楚如何使用原始函数 forkOS 来做到这一点——人们会认为它足够通用以支持任何特定情况(这可能会表现为一种高-级别 API，如 forkos_try)。

编辑 - 如果问题仍然不清楚，请参阅带有显式 rest 的示例代码 [ http://pastebin.com/nJ1NNdda ].

附:我已经有一段时间没有写并发代码了；希望我对 POSIX fork() 的了解是正确的!提前致谢。

Answer 1

如果你明确地对状态进行建模，事情就会变得更容易推理。

someStateFunc :: (s -> Maybe (a, s))

-- inside some other function
case someStateFunc initialState of
  Nothing -> ... -- it failed. stick with initial state
  Just (a, newState) -> ... -- it suceeded. do something with
                            -- the result and new state

对于不可变状态，“回滚”很简单:只需继续使用 initialState 即可。而且“不回滚”也很简单:只需使用 newState 即可。

所以...我从你的解释中假设这个“外部库”执行一些不平凡的 IO 效果，但这些效果仅限于一些已知且可逆的操作(修改文件、IORef 等)。有些事情是无法逆转的(发射导弹、写入标准输出等)，所以我在这里看到两个选择之一:

1. 克隆世界，并在沙箱中运行 Action 。如果成功，则继续在现实世界中运行该操作。
2. 克隆世界，并在现实世界中运行 Action 。如果失败，则用您之前拍摄的快照替换现实世界。

当然，这两者实际上都是同一个做法:fork the world。一个世界负责行动，另一个世界不负责。如果行动成功，那么那个世界就会继续；否则，另一个世界仍将继续。您建议通过构建 forkOS 来实现此目的，这将克隆程序的整个状态，但这不足以处理例如文件修改等问题。请允许我建议一种更接近简单的不可变状态的方法:

tryIO :: IO s -> (s -> IO ()) -> IO (Maybe a) -> IO (Maybe a)
tryIO save restore action = do
  initialState <- save
  result <- action
  case result of
    Nothing -> restore initialState >> return Nothing
    Just x  -> return (Just x)

这里您必须提供一些数据结构s，以及一种从所述数据结构保存和恢复的方法。这使您可以灵活地执行您认为必要的任何克隆。 (例如，save可以将某个文件复制到临时位置，然后restore可以将其复制回来并删除临时文件。或者save可以复制某些 IORef 的值，然后 restore 可以将值恢复。)这种方法可能不是最有效的，但非常简单。