Arrow 挂起函数和 monad 理解之间的关系

Question

我是《绿箭侠》的新手，并尝试建立其效果系统如何工作的思维模型；特别是它如何利用 Kotlin 的suspend系统。我非常模糊的理解如下；如果有人可以确认、澄清或纠正它，那就太好了：

由于 Kotlin 不支持更高种类的类型，因此将应用程序和 monad 实现为类型类非常麻烦。相反，Arrow 从 Kotlin 的挂起机制提供的延续原语中派生出所有 Arrow 的单子类型的单子功能（绑定和返回）。这是正确的吗？特别是，短路行为（例如， fornullable或either）以某种方式实现为定界延续。我不太明白 Kotlin 挂起机制的哪个特定功能在这里发挥作用。

如果上述内容大致正确，那么我有两个后续问题：我应该如何包含非 IO 单子操作的范围？举一个简单的对象构造和验证示例：

suspend fun mkMessage(msgType: String, appRef: String, pId: String): Message? = nullable {
    val type = MessageType.mkMessageType(msgType).bind()
    val ref = ApplRefe.mkAppRef((appRef)).bind()
    val id = Id.mkId(pId).bind()
    Message(type, ref, id)
}

在 Haskell 的 do 表示法中，这将是

mkMessage :: String -> String -> String -> Maybe Message
mkMessage msgType appRef pId = do
    type <- mkMessageType msgType
    ref <- mkAppRef appRef
    id <- mkId pId
    return (Message type ref id)

在这两种情况下，函数都会返回 monad 类型（可以为 null 的值，或者可能）。然而，虽然我可以在任何我认为合适的地方使用 Haskell 中的纯函数，但 Kotlin 中的挂起函数只能从挂起函数中调用。通过这种方式，Arrow 中简单的非 IO monad 理解的行为就像一个 IO monad，必须在我的代码库中进行线程化；我想这是因为挂起机制是为实际 IO 操作设计的。在 Arrow 中实现非 IO monad 理解而不将所有函数都变成挂起函数的推荐方法是什么？或者这实际上是要走的路吗？

第二：如果除了非 IO monad（可空、读取器等）之外，我还想要 IO - 比如读取文件并解析它 - 我将如何结合这两种效果？是否有多个挂起作用域对应于所涉及的不同 monad，并且我需要以某种方式嵌套这些作用域，就像我在 Haskell 中堆叠 monad 转换器一样？

上面的两个问题可能意味着我仍然缺乏一种心理模型，可以在 Kotlin 挂起机制之上的基于连续的实现与 Haskell 中的通用 monad-as-typeclass 实现之间架起桥梁。

Answer 1

舒斯特尔,

你是对的，Arrow 使用 Kotlin 的悬挂功能来编码诸如 monad comphrensions 之类的东西。

回答你的第一个问题：

Kotlinsuspend语言（和 Kotlin Std）中都有，默认情况下suspend只能从其他suspend代码中调用。然而，编译器还有一个名为RestrictsSuspension 的功能，它不允许混合suspend范围，因此不允许组合的能力IO，Either例如。我们公开了一个辅助 DSL，either.eager它使用 进行编码RestrictsSuspension，并且不允许调用外部挂起函数。

这允许您进行编码mkMessage :: String -> String -> String -> Maybe Message。

fun mkMessage(msgType: String, appRef: String, pId: String): Message? = nullable.eager {
    val type = MessageType.mkMessageType(msgType).bind()
    val ref = ApplRefe.mkAppRef((appRef)).bind()
    val id = Id.mkId(pId).bind()
    Message(type, ref, id)
}

回答你的第二个问题： IOKotlin 中不需要数据类型，因为suspend可以IO像在Haskell. 编译器还在运行时进行了大量优化，Haskell就像IO.

所以签名suspend fun example(): Either<Error, Value>相当于EitherT IO Error ValueHaskell 中的签名。然而，这些IO操作不是在 Kotlin Std 中实现的，而是在KotlinX Coroutines库中实现的，并且Arrow Fx Coroutines还提供了一些数据类型和更高级别的操作，例如parTraverse在 KotlinX Coroutines 之上定义的操作。

它与 Haskell 中略有不同，因为我们可以混合效果而不是使用 monad 转换器堆叠它们。这意味着我们可以IO从Either操作内部调用操作。这是由于编译器可以在悬挂系统中进行特殊功能和优化。这篇博客解释了这种优化是如何工作的，以及它为何如此强大。https://nomisrev.github.io/inline-and-suspend/

这里还有一些关于 Kotlin 中的 Continuations 和无标签编码的更多背景知识。https://nomisrev.github.io/continuation-monad-in-kotlin/

我希望这能完全回答你的问题。