В функциональном языке, поддерживающем изменчивое состояние, нет ничего плохого. Даже «чистые» функциональные языки, такие как Haskell, должны поддерживать состояние, чтобы взаимодействовать с реальным миром. «Нечистые» функциональные языки, такие как Clojure, допускают побочные эффекты, которые могут включать состояние мутации.
Суть в том, что функциональные языки препятствуют изменчивому состоянию, если оно вам действительно не нужно . Общий стиль - программировать, используя чистые функции и неизменные данные, и взаимодействовать только с «нечистым» изменяемым состоянием в тех частях вашего кода, которые этого требуют. Таким образом, вы можете сохранить оставшуюся часть кода "чистой".
Я думаю, что есть несколько причин, почему STM более распространен в функциональных языках:
- Исследование : STM - горячая тема исследования, и исследователи языка программирования часто предпочитают работать с функциональными языками (тема исследования сама по себе, плюс легче создавать «доказательства» о поведении программы)
- Блокировка не создает : STM можно рассматривать как альтернативу основанным на блокировке подходам к параллелизму, что приводит к проблемам при масштабировании до сложных систем путем компоновки различных компонентов. Это, пожалуй, главная «прагматическая» причина для СТМ
- STM хорошо сочетается с неизменяемостью : если у вас большая неизменяемая структура, вы хотите убедиться, что она остается неизменной, поэтому вы не хотите, чтобы какой-то другой поток входил и изменял какой-то подэлемент. Аналогично, если вы можете гарантировать неизменность указанной структуры данных, вы можете надежно рассматривать ее как стабильную «ценность» в вашей системе STM.
Мне лично нравится подход Clojure, допускающий изменчивость, но только в контексте строго контролируемых «управляемых ссылок», которые могут участвовать в транзакциях STM. Все остальное в языке "чисто функционально".
;; define two accounts as managed references
(def account-a (ref 100))
(def account-b (ref 100))
;; define a transactional "transfer" function
(defn transfer [ref-1 ref-2 amount]
(dosync
(if (>= @ref-1 amount)
(do
(alter ref-1 - amount)
(alter ref-2 + amount))
(throw (Error. "Insufficient balance!")))))
;; make a stranfer
(transfer account-a account-b 75)
;; inspect the accounts
@account-a
=> 25
@account-b
=> 175
Обратите внимание, что приведенный выше код является полностью транзакционным и атомарным - внешний наблюдатель, считывающий два баланса в другой транзакции, всегда будет видеть непротиворечивое атомарное состояние, то есть два баланса всегда будут суммироваться до 200. С параллелизмом на основе блокировки это удивительно трудная проблема решить в большой сложной системе со многими транзакционными сущностями.
Для некоторого дополнительного просветления Рич Хикки отлично объясняет STM Clojure в этом видео.