haskell - atomicModifyIORef 的额外结果参数的目的是什么？

Question

的签名modifyIORef很简单：

modifyIORef :: IORef a -> (a -> a) -> IO ()

不幸的是，这不是线程安全的。有一个替代方案可以解决这个问题：

atomicModifyIORef :: IORef a -> (a -> (a,b)) -> IO b

这两个功能之间究竟有什么区别？b在修改IORef可能从另一个线程读取的参数时，我应该如何使用该参数？

Answer 1

额外参数用于提供返回值。例如，您可能希望能够自动替换存储在 a 中的值IORef并返回旧值。你可以这样做：

atomicModifyIORef ref (\old -> (new, old))

如果您没有要返回的值，则可以使用以下内容：

atomicModifyIORef_ :: IORef a -> (a -> a) -> IO ()
atomicModifyIORef_ ref f =
    atomicModifyIORef ref (\val -> (f val, ()))

它具有与 相同的签名modifyIORef。

Answer 2

这就是我的理解。想想括号成语后面的函数，例如

withFile :: FilePath -> IOMode -> (Handle -> IO r) -> IO r

这些函数将函数作为参数并返回该函数的返回值。atomicModifyIORef与此类似。它接受一个函数作为参数，目的是返回该函数的返回值。只有一个复杂之处：参数函数还必须返回一个新值以存储在IORef. 因此，atomicModifyIORef需要从该函数返回两个值。当然，这个案例与括号案例并不完全相似（例如没有IO涉及，我们不处理异常安全等），但是这个类比给了你一个想法。

Answer 3

正如您在评论中所说，如果没有并发，您就可以编写类似的东西

modifyAndReturn ref f = do
  old <- readIORef ref
  let !(new, r) = f old
  writeIORef r new
  return r

但是在并发上下文中，其他人可以更改读取和写入之间的引用。

Answer 4

我喜欢查看这个的方式是通过Statemonad。有状态的操作会修改一些内部状态并额外产生一个输出。这里状态在一个内部IORef，结果作为IO操作的一部分返回。因此，我们可以使用State如下方式重新构造函数：

import Control.Monad.State
import Data.IORef
import Data.Tuple (swap)

-- | Applies a stateful operation to a reference and returns its result.
atomicModifyIORefState :: IORef s -> State s a -> IO a
atomicModifyIORefState ref state = atomicModifyIORef ref (swap . runState state)