haskell - Haskell 中的 IORef

Question

我想知道 是否有合法用途IORef 在 haskell ？更具体地说，如果有人可以解决以下问题或指向适当的地方以了解更多信息，我将不胜感激:

使用 IORef 是否被认为是一种糟糕的 Haskell 实践？如果是，为什么？更具体地说，它比 IO monad 好还是坏？

如果有人希望向程序添加状态，那么 state monad 不是更好(更纯)的方式来做到这一点。如果一个人感觉更有必要，他难道不能仍然使用 STM 和 MVar，并且仍然过得更好吗？

是否有使用 IORefs 而不是 STM、MVar 或纯 IO 可以轻松处理的编程场景？

我正在阅读一篇使用 IORef 作为代码片段的论文，由于我对 IORef 的负面看法，这对我来说很难阅读。与其沉迷于我的无知，我认为向我的 Haskellers 同事寻求帮助可能是一个更好的主意。

Answer 1

首先，我认为对于论文中的代码片段，使用 IORef是完全明智的，特别是如果这篇论文不是关于可变引用或并发的最佳实践。 IORef易于理解，具有直接的语法和语义(尤其是在非并发环境中)，如果您希望读者专注于示例的其他方面而不是 IORef，这是一个自然的选择。 s。不幸的是，作者的方法对您适得其反——请忽略 IORef s 并注意论文的其余部分在说什么。

(如果这篇论文是关于可变引用或并发的最佳实践，那么它可能是在更好的替代方案可用之前编写的。)

无论如何，对于您更大的问题，主要反对使用 IORef将是:

与将可变状态引入程序的任何其他机制一样，它使您的代码更难以推理、维护、测试等——函数式编程支持者所说的所有常见事情都让 FP 比突变密集型具有“优势”命令式算法。

它只是一个围绕专门 STRef RealWorld 的新型包装器，以及它添加的唯一内容 STRef是一些原子操作。在非并发代码中，没有充分的理由不使用 STRef s ST s 中的值monad，因为它们更灵活——你可以使用 runST 在纯代码中运行它们或者，如果需要，在 IO monad 中使用 stToIO .

在并发代码中，有更强大的抽象，比如 MVar和 STM比 IORef 更容易使用s。

因此，在一定程度上可变状态是“坏的”，并且——如果你真的需要它——根据你是否需要并发性，有更好的替代方案可用，没有太多值得推荐的 IORef .

另一方面，如果您已经在 IO 中处理一些非并发代码monad，因为您需要执行实际的 IO 操作，并且您确实需要一些不容易与 IO 分离的普遍可变状态，然后使用 IORef s 似乎是合法的。

关于您更具体的问题:

我想可以肯定地说使用 IORef当 weaker tool would do the job 被认为是“不好的做法” .那个较弱的工具可能是 STRef s ，或者更好的是 State monad 或更好的重写的高阶算法，根本不需要任何状态。因为 IORef将 IO 与可变引用相结合，这是一种势在必行的大锤，可能会导致最单调的 Haskell 代码，因此最好避免使用，除非它“显然”是特定问题的正确解决方案。

State monad 通常是向程序添加状态的首选惯用方式，但它通过在计算中处理一系列不可变状态值来提供可变状态的“幻觉”，并非所有算法都可以通过这种方式有效实现。如果需要真正的可变状态，则 STRef通常是非并发环境中的自然选择。请注意，您可能不会使用 MVar或 STM在非并发设置中——在这种情况下没有理由使用它们，它们会迫使你进入 IO monad，即使你不需要它。

是的，有些编程场景是 IORef或 STRef优于 State , STM , MVar ，或纯 IO (见下文)。 IORef的场景很少显然优于 STRef ，但是 - 如上所述 - 如果您已经在 IO 中monad 并且需要与 IO 操作纠缠在一起的真正可变状态，然后 IORef可能比STRef更有优势在稍微干净的语法方面。

以下情况的一些示例 IORef或 STRef是一个好方法:

Data.Unique在 base包使用 IORef作为生成唯一对象的全局计数器。

在 base库，文件句柄内部广泛使用 IORef s 用于将缓冲区附加到句柄。这是“已经处于 IO monad 中，IO 操作纠缠不清”的一个很好的例子。

许多向量算法使用可变向量最有效地实现(例如，甚至像计算数据块中的字节频率一样简单)。如果您使用来自 vector 的可变向量包，那么从技术上讲，您使用的是可变字节数组而不是 STRef或 IORef ，但它在道德上仍然是等价的。

equivalence包用途STRef s 用于联合连接算法的有效实现。

作为一个有点不切实际的例子，如果你正在为命令式语言实现一个解释器，那么使用 IORef或 STRef可变变量的值通常是最有效的。