Haskell 哈斯克尔：你是如何做到的；原子修改ioref'；工作

有人能解释一下它是如何工作的吗？特别是：

（1） 它是等待锁定，还是乐观地在出现争用时重试（如

TVar

）。
（2） 为什么签名与签名不同？特别是，这个额外变量是什么

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编辑：我想我已经找到了（2）的答案，

b

是一个要提取的值（如果不需要，这个值可以为空）。在单线程程序中，知道该值很简单，但在多线程程序中，可能需要知道应用函数时先前的值是什么。我假设这就是为什么

modifyIORef

没有这个额外的返回值的原因（因为使用带有这个返回值的

modifyIORef

可能应该使用

atomicModifyIORef

。我仍然对（1）的答案感兴趣尽管如此。

原子修改IORef

采用

r:：IORef a

和函数

f:：a->（a，b）

，并执行以下操作：

它读取

r

的值，并将

f

应用于该值，产生

（a'，b）

。然后

r

用新值

a'

更新，而

b

是返回值。这种读写访问是自动完成的

当然，只有通过

atomicModifyIORef

完成对

r

的所有访问时，这种原子性才起作用。 请注意，您可以通过查看源[1]来找到此信息

[1]

它是等待一个锁，还是乐观地在有争用的情况下反复尝试（比如TVar）

atomicModifyIORef在您所在的底层硬件体系结构上使用锁定指令，以原子方式交换指向已分配Haskell对象的指针

在x86上，它使用cas指令，通过

atomicModifyMutVar#

作为原语向语言公开，该原语在Cmm中作为运行时服务实现为：

stg_atomicModifyMutVarzh
{
...

 retry:
   x = StgMutVar_var(mv);
   StgThunk_payload(z,1) = x;
#ifdef THREADED_RTS
   (h) = foreign "C" cas(mv + SIZEOF_StgHeader + OFFSET_StgMutVar_var, x, y) [];
   if (h != x) { goto retry; }
#else
   StgMutVar_var(mv) = y;
#endif
...
}

也就是说，它将尝试进行交换，否则将重试

cas作为原语的实现说明了我们是如何着手解决问题的：

/*
 * Compare-and-swap.  Atomically does this:
 */
EXTERN_INLINE StgWord cas(StgVolatilePtr p, StgWord o, StgWord n);

/*
 * CMPXCHG - the single-word atomic compare-and-exchange instruction.  Used
 * in the STM implementation.
 */
EXTERN_INLINE StgWord
cas(StgVolatilePtr p, StgWord o, StgWord n)
{
#if i386_HOST_ARCH || x86_64_HOST_ARCH
    __asm__ __volatile__ (
      "lock\ncmpxchg %3,%1"
          :"=a"(o), "=m" (*(volatile unsigned int *)p)
          :"0" (o), "r" (n));
    return o;
#elif arm_HOST_ARCH && defined(arm_HOST_ARCH_PRE_ARMv6)
    StgWord r;
    arm_atomic_spin_lock();
    r  = *p;
    if (r == o) { *p = n; }
    arm_atomic_spin_unlock();
    return r;
#elif !defined(WITHSMP)
    StgWord result;
    result = *p;
    if (result == o) {
        *p = n;
    }
    return result;

---

因此，您可以看到，它能够在Intel中使用原子指令，在其他体系结构上，将使用不同的机制。运行时将重试。

它执行锁定还是乐观？GHC版本似乎只是调用GHC原语。请注意，由于惰性，

atomicModifyIORef

只需更改当前值指向一个thunk，实际工作被延迟到稍后的某个时间读取。好吧，在大多数平台上，它编译成类似CAS的东西。乐观地说，通过联锁交换（CAS）循环。@Clinton:线程将以某种顺序创建表示更新的thunk。接下来会发生什么取决于这些thunk的外观，但如果新值取决于旧值，则无论哪个线程先出现，都将对其求值并用结果覆盖thunk。如果两个线程同时尝试求值，则结果取决于在被称为“黑洞”的东西上，正在被评估的thunk可能被标记为“黑洞”。如果另一个线程尝试评估黑洞，它将阻塞，直到第一个线程完成评估。[续]也有可能两个线程同时计算thunk。因为这是纯代码，所以这是安全的，而且thunk往往很小，所以通常也没什么大不了的，但是仍然可以使用编译器标志来调整它以启用“急切的黑洞”这意味着所有被评估的thunk都被标记为黑洞，而通常只有当原始线程由于某种原因阻塞时，或者在执行垃圾收集时，才会发生这种情况。