关于haskell：在管道库中使用请求和响应进行双向通信


Using request and response in with the Pipes library for bidirectional communication

这个问题是关于 Haskell Pipes 库的

背景：

在上一个问题中，我询问了如何使用管道形成循环，我得到的答案是"不要那样做。改用 request 和 response"。虽然有一个优秀且清晰的教程，其中涵盖了简单英语的 Producers、Consumers、Pipes 和 Effects。 request 和 response Client 和 Server 的文档首先定义了类别并提到了一些其他 CompSci 概念，例如"生成器设计模式"。和"迭代设计模式"。从来没有解释过。所以我不知道如何"改用 request 和 response。"

设置

我有两个状态机，需要反复来回传递数据，robot 和 intCode。

机器人很简单：

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robot :: Pipe Int Int m r -- robot never returns so its return type is polymorphic
robot = go newRobot
  where
    go r = do
      yield $ color r
      c <- toColor <$> await
      turn <- toTurn <$> await
      go $ update c turn r

它yield是一个值，await是两条指令(一个新颜色和一个转弯)，更新机器人的状态(r)，然后重新开始。

intCode 虚拟机运行编程以与机器人通信。它需要一个程序(称为 code)并创建一个管道，该管道将 await 传感器从机器人读取，然后 yield 向它发送两条指令。

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(boot code) :: Pipe Int Int m ()

假设 IntCode VM 不容易修改，但机器人是。

问题：

request 和 respond 与 await 和 yield 有何不同？

如何使用它们来促进机器人和虚拟机之间的持续通信？

相关讨论

await和yield的定义是：

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await = request ()
yield = respond

所以它们与 request 和 respond 密切相关。 await 和 yield 版本专门用于单向基于拉的流(Producers、Pipes 和 Consumers)。

要在两个端点之间进行双向通信，您需要设置一个 Client 和一个 Server 并连接它们。

Client 是发出请求的一元动作：

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y <- request x

通过发送请求 x 并接收响应 y。 Server 是一个响应的单子动作：

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x <- respond y

通过接受请求 x 并发送响应 y。请注意，这些操作是对称的，因此在给定的应用程序中，哪一半是 Client 哪一半是 Server 是任意的。

现在，您可能会注意到，当 Client 发送一个 x 并接收一个 y 作为响应时，Server 似乎是向后的。它在收到请求 x 之前发送响应 y！事实上，它只需要落后一步操作——基于拉的流中的服务器将希望将其响应 y 发送到上一个请求，以便接收下一个请求 x。

作为一个简单的例子，这里有一个 Client，它请求数字相加来计算 2 的幂：

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-- |Client to generate powers of two
power2 :: Client (Int, Int) Int IO ()
power2 = go 1
  where go n | n <= 1024 = do
          liftIO $ print n
          n' <- request (n,n)   -- ask adder to add"n" and"n"
          go n'
        go n = liftIO $ print"Done"

因为这个"落后一步"的业务，编写服务器来添加数字有点棘手。我们可以先写：

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-- |Server to sum numbers
sum2 :: Server (Int, Int) Int IO ()
sum2 = do
  (n,n) <- respond ???   -- send previous response to get current request
  let n' = n+n
  ??? <- respond n'      -- send current reponse to get next request

诀窍是通过接受第一个请求作为一元动作的参数来开始：

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-- |Server to sum numbers
sum2 :: (Int, Int) -> Server (Int, Int) Int IO ()
sum2 (m, n) = do
  (m', n') <- respond (m+n)  -- send response to get next request
  sum2 (m', n')              -- and loop

幸运的是，拉点连接器 +>> 具有正确的类型来连接这些：

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mypipe :: Effect IO ()
mypipe = sum2 +>> power2

我们可以以通常的方式运行生成的效果：

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main :: IO ()
main = runEffect mypipe

ghci> main
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256
512
1024
"Done"

请注意，对于这种类型的双向通信，请求和响应需要以同步的锁步运行，因此您不能进行一次让步和两次等待的等效操作。如果您想重新设计上面的示例以分两部分发送请求，您需要开发一个具有合理请求和响应类型的协议，例如：

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data Req = First Int | Second Int
data Res = AckFirst | Answer Int

power2 = ...
    AckFirst <- request n
    Answer n' <- request n
sum2 = ...
    First m' <- respond (Answer (m+n))
    Second n' <- respond AckFirst
    ...

对于您的大脑/机器人应用程序，您可以将机器人设计为客户端：

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robotC :: Client Color (Color,Turn) Identity ()
robotC = go newRobot
  where
    go r = do
      (c, turn) <- request (color r)
      go $ update c turn r

或服务器：

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robotS :: Server (Color,Turn) Color Identity ()
robotS = go newRobot
  where
    go r = do
      (c, turn) <- respond (color r)
      go $ update c turn r

因为机器人在消费输入之前会产生输出，作为客户端，它会适合带有大脑服务器的基于拉取的流：

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brainS :: Color -> Server Color (Color,Turn) Identity ()
brainS = ...

approach1 = brainS +>> robotC

或者作为一个服务器，它将适合一个带有大脑客户端的基于推送的流：

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brainC :: Color -> Client (Color,Turn) Color Identity ()
brainC = ...

approach2 = robotS >>~ brainC