Rand 的 MonadParallel 实例

Question

我目前正在ReaderT r (Rand StdGen) a 中处理我希望并行运行的计算。我遇到了Monad Parallel，它似乎会做我想做的事。

ReaderT 已经有一个 MonadParallel 实例，但我必须从 monad-random 为 Rand 创建自己的实例。但是，我不确定我做对了。我对 Haskell 中的并行编程不太熟悉，但我相信在并行中运行计算应该给出与正常运行时相同的值。因为我的 Rand 的 bindM2 实例使用 split（因此从同一个初始生成器获得一组不同的随机数），所以我的实例不是这种情况。

instance P.MonadParallel (Rand StdGen) where
    bindM2 f ma mb = do
        split1 <- getSplit
        split2 <- getSplit
        let a = evalRand ma split1
        let b = evalRand mb split2
        a `par` b `pseq` f a b

虽然我觉得有理由忽略这一点（数字仍然是随机的，对吗？）我也忍不住觉得我错过了一些东西。这样可以吗？还是有更好的解决方案？

Answer 1

我主要担心这违反了以下保证：

除了可能的副作用排序，这个函数等价于\f ma mb-> do {a <- ma; b <- mb; f a b}

这些会有不同的结果：

let g = mkStdGen 0
    r = evalRand (do x <- getRandom
                     y <- getRandom
                     return (x, y)) g

对

let g = mkStdGen 0
    r = evalRand (P.bindM2 (\x y -> return (x,y)) getRandom getRandom) g

这确实引发了关于split、伪随机数以及随机数在纯度方面的性质的有趣问题。我很难想象您的实例会产生不利影响的情况，但软件系统的复杂性从未停止让我感到惊讶。因此，即使是随机数，我也不会违反对bindM2 的期望。

Answer 2

MonadParallel 的bindM2 存在固有问题。它的文档说：

并行执行两个一元计算；当它们都完成后，将结果传递给函数。 除了可能的副作用排序之外，这个函数等价于\f ma mb-> do {a <- ma; b <- mb; f a b}

问题在于，在单子计算中（与应用函子不同）值可能取决于效果，也取决于它们的顺序。所以这个要求没有多大意义。考虑

do
  a <- getCurrentTime -- from Date.Time
  b <- getCurrentTime
  return (a <= b)

这总是返回True，但如果您重新排序效果，它将开始返回False。 显然，通过并行化这两个计算，您会得到一个非常不确定的结果。

所以很难解释bindM2的意图。我想说我们可以将MonadParallel 的实例分为两类：

1. 真正具有确定性且bindM2 始终等于\f ma mb-> do {a <- ma; b <- mb; f a b} 的那些。也就是说，效果的顺序不会改变。这些实现通常使用par 定义，不会改变程序的语义，只会并行运行一些部分。
2. 那些确实依赖于效果排序，因此bindM2 可以与\f ma mb-> do {a <- ma; b <- mb; f a b} 任意不同。似乎目前唯一这样的实例是IO，它使用forkIO 为其中一个计算生成一个新线程。

因此，您是否接受 bindM2 作为有效实例取决于您如何解释文档。如果您认为 (2.) 无效，那么您的实现也是无效的（您也应该拒绝 IO）。如果您将 (2.) 解释为有效，则不必担心。