readIORef 是如何工作的：创建副本还是不创建？答案

【问题标题】：How does readIORef work: creates copy or it does not?readIORef 是如何工作的：创建副本还是不创建？
【发布时间】：2019-08-14 07:16:48
【问题描述】：

这段代码究竟做了什么？ someMap 是myMap 引用的对象（::Data.Map.Strict.Map）的副本还是仅作为引用？我的意思是someMap 可以在我用readIORef 阅读后更改（通过另一个线程）？像 C 的 volatile 之类的东西……有可能吗？我希望它是复制/快照，所以任何更改都不会影响我的someMap，或者...？

     do
        ....
        someMap <- readIORef myMap
        ....

【问题讨论】：

标签： haskell immutability io-monad do-notation ioref

【解决方案1】：

不，这不是副本。在 Haskell 中，没有“副本”之类的东西，只有值，所有值都是不可变的。

IORef 包含一个值。 IORef 本身是可变的：您可以更改它包含的值。值本身是不可变的。要理解这一点，请考虑当前包含 5 的 IORef Int。如果你把那个值加一个得到6，你已经创建了一个新值，但是你没有把5的值突然变成6，因为5的值是不可变的.

同样，如果我创建一个值为 fromList [("foo", 5), ("bar, 6")] 的 Map 并将其放入 IORef 中，IORef 现在包含该值，但该值本身是不可变的。如果我取出值并使用Map.insert 添加一个新条目，我创建了一个新值，而不是修改原始值，与上面的5 和6 完全相同。

希望这能回答您的问题。但是，您现在可能有另一个。如果所有的值都是不可变的，那么 IORefs 怎么会改变呢？

答案是 IORef 本身不会改变。然而，IORef 是作为一种通往我们称之为“真实世界”的可变的、不断变化的混乱的门户而存在的。在真实世界中，你可以做同样的事情两次，得到不同的结果。这包括readLine 和readIORef。 IO monad 的存在是为了隔离这种混乱，同时仍然允许程序与之交互。因此，与 IORefs 一起工作的每个函数都在 IO monad 中。

【讨论】：

是的，当然是这样，但问题是：如果我的线程 A 用readIORef 读取地图并且我正在用它做一些事情，它可以被另一个线程 B 更改吗？据我所知，Haskell 写时复制，IO monad 也只是旧的类似 C 代码的包装器（readIORef/writeIORef 甚至可以像在 C 中一样重新排序），所以：someMap 可以在我阅读后被另一个线程更改是吗？
@Paul-AG：不，因为如果你使用writeIORef，你会在引用中写入不同的值。数据结构永远不会被修改，您创建一个“浅”的修改副本。因此，如果您写信给IORef，则意味着您现在让 ref 指向不同的地图。
@Paul-AG 我认为您正试图通过了解 Haskell 如何将其转换为内存上的低级操作来理解它的语义。这适用于 C 或 C++ 甚至 Java 等命令式语言，因为这些语言的底层程序员模型是冯诺依曼架构。它不适用于 Haskell，因为 Haskell 的底层程序员模型是 lambda 演算。因此，您应该停止尝试从指针和副本的角度来考虑 Haskell 语义，而应该尝试从值和函数的角度来考虑。
虽然这种特殊情况很容易通过指针和副本的类比来解释。一个 IORef 我想要一个包含指向不可变对象的指针的可变变量。读取指针是原子的，因此另一个线程不可能在我正在读取它的“同时”写入指针。一旦我阅读了它以找出所指向的对象，其他线程做什么都无关紧要。它们无法更改我现在正在使用的不可变对象，因此只有在我再次读取指针时它们才会影响我。

【解决方案2】：

readIORef :: IORef a -> IO a，所以myMap 必须是IORef a 和readIORef myMap :: IO a。

所以someMap :: a，因为它在do 类型IO a 的代码行中<- 的左侧（它始终是a <- M a，在do 表示法中）。

在您的情况下，a ~ Data.Map.Strict.Map k v，即纯粹的不可变值。

如果另一个线程将一些新值写入该myMap :: IORef (Data.Map.Strict.Map k v)，那么它会这样做。但它不会改变在转换之前已经从中提取的纯值。

有效的代码有时间。具有不可变数据的纯引用透明代码是永恒的。

（什么是真的，就是真的，不管需要多长时间来证明。）

【讨论】：