将请求和响应与管道库结合使用，以进行双向通信

Question

这个问题是关于 Haskell Pipes 库的

背景：

在上一个问题中，我问如何使用管道形成循环，我得到的答案是"不要那样做。 请改用request和response。 虽然有一个优秀且写得很清楚的教程，用简单的英语涵盖了Producers、Consumers、Pipes和Effects。request、responseClient和Server的文档首先定义了类别，并提到了其他一些 CompSci 概念，如"生成器设计模式"和"迭代设计模式"，这些概念从未解释过。所以我不知道如何"使用request和response代替"。

设置的设置

我有两个类似状态机的东西，需要反复来回传递数据，robot和intCode。

机器人非常简单：

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一个值，await两条指令(一种新颜色和一条转弯(，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，然后向其yield两条指令。

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

让我们假设 IntCode VM 不容易修改，但机器人很容易修改。

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？

Answer 1

await和yield的定义是：

await = request ()
yield = respond

所以它们与request和respond密切相关。await和yield版本刚刚专门用于基于单向拉取的流(Producers、Pipes 和Consumers(。

若要在两个终结点之间执行双向通信，需要设置Client和Server并连接它们。

Client是发出请求的 monadic 操作：

y <- request x

通过发送请求x并接收响应y。Server是响应以下一元操作：

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，虽然Client发送x并接收y作为响应，但Server似乎向后。 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——基于拉取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。

举一个简单的例子，下面是一个请求将数字相加以计算 2 的幂的Client：

-- |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"

编写服务器以添加数字有点棘手，因为这种"落后一步"的业务。 我们可以从写开始：

-- |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 monadic 操作的参数来开始工作：

-- |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+>>具有连接这些的正确类型：

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

我们可以以通常的方式运行结果效果：

main :: IO ()
main = runEffect mypipe
ghci> main
1
2
4
8
16
32
64
128
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锁步运行，因此您不能执行等效的屈服一次和等待两次。 如果要重新设计上面的示例以分两部分发送请求，则需要开发具有合理请求和响应类型的协议，例如：

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：

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：

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

由于机器人在消耗输入之前产生输出，因此作为客户端，它将适合带有大脑服务器的基于拉动的流：

brainS :: Color -> Server Color (Color,Turn) Identity ()
brainS = ...
approach1 = brainS +>> robotC

或者作为服务器，它将适合带有大脑客户端的基于推送的流：

brainC :: Color -> Client (Color,Turn) Color Identity ()
brainC = ...
approach2 = robotS >>~ brainC