Haskell 函数可以序列化吗？

Posted 2023-02-22

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【中文标题】Haskell 函数可以序列化吗？【英文标题】：Can Haskell functions be serialized? 【发布时间】：2013-07-21 02:09:39 【问题描述】：

最好的方法是获取函数的表示（如果可以以某种方式恢复）。出于效率原因，首选二进制序列化。

我认为在 Clean 中有一种方法可以做到这一点，因为 iTask 无法实现，它依赖于在服务器再次运行时可以保存并继续执行任务（以及功能）。

这对于分布式haskell计算一定很重要。

我不是在寻找在运行时解析 haskell 代码，如下所述：Serialization of functions in Haskell。我还需要序列化，而不仅仅是反序列化。

【问题讨论】：

另请参阅Haskell for all: The internet of code 以获得（理论上的）建议如何编码函数以发送它们。 【参考方案1】：

不幸的是，当前的 ghc 运行时系统无法实现。函数和其他任意数据的序列化需要一些 ghc 实现者不愿添加的低级运行时支持。

序列化函数要求您可以序列化任何内容，因为任意数据（已评估和未评估）可以是函数的一部分（例如，部分应用程序）。

【讨论】：

【参考方案2】：

没有。然而，CloudHaskell 项目正在推动 GHC 中对显式闭包序列化支持的需求。 CloudHaskell 最接近显式闭包的是 distributed-static 包。另一种尝试是HdpH closure representation。但是，两者都以 Thomas describes below 的方式使用 Template Haskell。

限制是 GHC 缺乏静态支持，目前有一个未处理的GHC ticket。（有接受者吗？）。 CloudHaskell 邮件列表上有 a discussion 说明静态支持的实际外观，但据我所知，还没有任何进展。

最接近设计和实现的人是 Jost Berthold，他在 Eden 中实现了函数序列化。请参阅他的 IFL 2010 论文 "Orthogonal Serialisation for Haskell"。序列化支持已融入 Eden 运行时系统。（现在作为单独的库提供：packman。不确定它是否可以与 GHC 一起使用，或者需要像 Eden fork 中那样打补丁的 GHC...）GHC 需要类似的东西。这是从 GHC 7.4 派生的版本中的序列化支持 Eden：

data Serialized a = Serialized  packetSize :: Int , packetData :: ByteArray# 
serialize   :: a -> IO (Serialized a)
deserialize :: Serialized a -> IO a

所以：可以序列化函数和数据结构。 Serialized a 有一个 Binary 实例，允许您检查点长时间运行的计算以归档！（参见第 4.1 节）。

在 GHC 基础库中支持这样一个简单的序列化 API 肯定是分布式 Haskell 编程的圣杯。它可能会简化分布式 Haskell 风格之间的可组合性（CloudHaskell、MetaPar、HdpH、Eden 等等......）

【讨论】：

我很惊讶 CloudHaskell 没有硬着头皮添加必要的低级位。 augustss：关于什么是正确的低级位存在一些争议！我们中的许多人都不喜欢原始论文中描述的“传递指针”语义。您对您认为合适的“低级位”的意见将非常受欢迎，因为我知道您已经为这个问题制定了至少一个生产就绪的答案。 @sclv 严格评估会更容易一些。然后，您只需传输值，而通过惰性求值，您可以选择何时何地进行求值。 HdpH 的闭包似乎更强大，并且更接近于发送您想要的任何计算（在我阅读 macs.hw.ac.uk/~pm175/papers/Maier_Trinder_IFL2011_XT.pdf 后的印象之后）。来自 Cloud Haskell 的“简单”闭包似乎仅限于发送***函数和序列化并因此强制环境。所以如果你想发送一个部分评估的 expr 你就有麻烦了。 HdpH 引入了闭包组合，因此如果您将代码编写为闭包组合（而不是函数），您必须能够“深入”掌握 expr 结构，不是吗？跟进。上述票ghc.haskell.org/trac/ghc/ticket/7015 已关闭。 StaticPtr 现在是 GHC 7.10.x 的一部分。【参考方案3】：

查看Cloud Haskell。它有一个名为Closure 的概念，用于以类型安全的方式发送要在远程节点上执行的代码。

【讨论】：

注意 cloud haskell 实际上并不发送代码，只是一个环境和索引值，假设一个正确设置的合作伙伴，可用于查找感兴趣的例程。【参考方案4】：

Eden 可能最接近并且可能值得单独回答：(De-) 未评估的 thunk 的序列化是可能的，请参阅 https://github.com/jberthold/packman。

然而，反序列化仅限于同一程序（其中程序是“编译结果”）。由于函数被序列化为代码指针，因此无法反序列化以前未知的函数。

可能的用法：

存储未评估的工作以备后用分发工作（但不共享新代码）

【讨论】：

【参考方案5】：

一个非常简单实用但可能不那么优雅的解决方案是（最好让 GHC 自动）将每个函数编译成一个独立于机器的字节码模块，在需要序列化该函数时序列化该字节码，并使用dynamic-loader 或 plugins 包，动态加载它们，因此甚至可以使用以前未知的功能。

由于一个模块记录了它的所有依赖项，因此它们也可以被（反）序列化和加载。在实践中，序列化索引号并附加字节码 blob 的索引列表可能是最有效的。

我认为只要你自己编译模块，这已经是可能的了。