在 Haskell 中注册信号处理程序，并根据状态执行操作

Question

我有一些函数

app :: StateT AppState IO ()

，它可以在进行大量计算和IO的同时维护一些应用程序状态（我已经定义了

main = void $ runStateT app initialState

）。我想注册一个信号处理程序

handler :: StateT AppState IO ()

，它可以通过编写类似的内容来查看和修改当前状态

installHandler sigINT (Catch handler) Nothing

这不起作用，因为

Catch :: IO () -> Handler

和

handler :: StateT AppState IO ()

。

我尝试过以下方法：

installHandler . Catch . pure <$> handler <*> pure Nothing

这行代码被评估后立即运行

handler

（因为我们使用的是

StateT

应用程序）。此外，

Catch . pure <$> handler

与

Catch . pure $ ()

相同，因为我们运行副作用来检索

()

，然后应用

pure

只是将其包装在

IO

中，而不捕获这些副作用。

有没有一种方法可以注册信号处理程序，以便它在不破坏

StateT

抽象的情况下实际执行操作？我将不胜感激任何建议！

另外，如果我使用“副作用”这个短语激怒了任何人，我很抱歉。

Answer 1

根据 @chi 的评论，没有办法让这个精确的设计发挥作用。

信号是通过单独的 IO 线程处理的，因此实现这一点的最直接方法是通过应用程序 monad“已知”的共享可变引用，并通过处理函数的闭包提供。

如果处理程序只需要访问状态的一小部分，并且该小部分在应用程序的其余部分中没有太多使用，那么最简单的方法是向应用程序状态添加一个字段来存储

 IORef

或

MVar

到那一小块状态。

特别是，如果您只是尝试在处理程序中设置一个将在应用程序循环中“注意到”的标志，那么

IORef

就可以了。以下程序说明了一般方法：

{-# LANGUAGE OverloadedRecordDot #-}

import System.Posix.Signals
import Control.Concurrent
import Control.Monad.State
import Data.IORef

data AppState = AppState
  { count :: Int
  , flagINT :: IORef Bool
  }

app :: StateT AppState IO ()
app = do
  x <- gets count
  modify $ \s -> s{count=s.count+1}
  liftIO $ putStrLn $ "Running " ++ show x
  liftIO $ threadDelay 1000000
  quit <- gets flagINT >>= liftIO . readIORef
  if quit then do
    liftIO $ putStrLn "Quitting"
    else app

main = do
  flagINT_ <- newIORef False
  installHandler sigINT (Catch (writeIORef flagINT_ True)) Nothing
  runStateT app (AppState 0 flagINT_)

在这里，我已在

main

中安装了处理程序，我可以直接访问在那里创建的

flagInt_

可变引用。或者，您可以通过从状态读取标志引用来在应用程序 monad 中设置处理程序：

setINTHandler :: StateT AppState IO ()
setINTHandler = do
  flagINT_ <- gets flagINT
  liftIO $ installHandler sigINT (Catch (writeIORef flagINT_ True)) Nothing
  pure ()

有几点需要注意：

• 尽管

  flagInt

  是可变

  State

  的字段，但这只是为了方便。

  flagInt

  仅作为只读字段访问，为实际可变标志提供可变引用。它也可以是单独的

  Reader

  的一部分。
• 此处使用

  IORef

  和非原子

  writeIORef

  对于这个特定示例来说是足够线程安全的。如果您在处理程序中对状态执行更复杂的操作），那么您可能需要更加小心，也许改用

  MVar

  。