haskell - Haskell 中的读写锁

Question

我正在实现一个在内存中保存一些数据的网络应用程序。一些请求读取此数据进行处理，一些请求更新此数据。

在这种场景下，多个读者可以并发操作数据，但是一个写者需要独占访问内存中的数据。我想实现一个 reader-writer lock解决这个问题。我还想要锁上的等待者按 FIFO 顺序处理的公平性，以避免读写饥饿。

Haskell 标准库似乎不提供此类功能。我找到了 concurrency-extra提供了此功能，但该库似乎无人维护(并在 LTS 3.22 之后从堆栈中删除)——我不清楚它的公平性属性。

标准的haskell库和stackage中没有读写锁库，我觉得有点奇怪——读写模式不是在很多软件中很常见吗？还是有一种完全不同的(可能是无锁的)方法在 Haskell 中更受欢迎？

编辑:更准确地说，在公平属性上，当写入者被阻塞等待获取锁时，只有在写入者获取并释放写锁后才允许后续的读锁请求 -类似于 MVar 的公平属性 - MVars have a FIFO property

Answer 1

读写锁很容易在 STM 之上实现。

data LockState = Writing | Reading Int
type Lock = TVar LockState

startReading :: Lock -> STM ()
startReading lock = do
   s <- readTVar lock
   case s of
      Writing -> retry
      Reading n -> writeTVar (Reading (succ n))


stopReading :: Lock -> STM ()
stopReading lock = do
   s <- readTVar lock
   case s of
      Writing -> error "stopReading: lock in writing state?!"
      Reading n -> writeTVar (Reading (pred n))


startWriting :: Lock -> STM ()
startWriting lock = do
   s <- readTVar lock
   case s of
      Reading 0 -> writeTVar Writing
      _         -> retry

stopWriting :: Lock -> STM ()
stopWriting lock = do
   s <- readTVar lock
   case s of
      Writing -> writeTVar lock (Reading 0)
      _       -> error "stopwriting: lock in non-writing state?!"

我对上述内容的主要担忧是 1) 对我来说它看起来有点矫枉过正，以及 2) 我们仍然无法保证 STM 中的公平性( active )。

我想人们可以在 MVar 之上实现一个类似的库，尽管那样会更复杂，尤其是如果我们想保证公平的话。

我很想避免使用 MVar 并改用信号量，而是使用 QSem，这保证了 FIFO 语义。使用这些，可以实现 Dijkstra 风格的读取器/写入器。