Crítica da mônada de IO sendo vista como uma mônada estadual operando no mundo

A IOmônada em Haskell é frequentemente explicada como uma mônada estadual, onde o estado é o mundo. Portanto, um valor do tipo IO amonad é visto como algo parecido worldState -> (a, worldState).

Algum tempo atrás, li um artigo (ou um post na lista de emails / blogs) que criticou essa visão e deu várias razões pelas quais ela não está correta. Mas não me lembro nem do artigo nem das razões. Alguém sabe?

Edit: O artigo parece perdido, então vamos começar a reunir vários argumentos aqui. Estou começando uma recompensa para tornar as coisas mais interessantes.

Edit: O artigo que eu estava procurando é Abordar o esquadrão estranho: entrada / saída monádica, simultaneidade, exceções e chamadas em idioma estrangeiro em Haskell por Simon Peyton Jones. (Graças à resposta do TacTics.)

O problema IO a = worldState -> (a, worldState)é que, se isso fosse verdade, poderíamos provar isso forever (putStrLn "Hello") :: IO ae sermos undefined :: IO aiguais. Aqui está a prova cortesia de dolio (2010, irc):

forever m
 =
m >> forever m
 =
fix (\r -> m >> r)
 = {definition of >> for worldState -> (a, worldState)}
fix (\r -> \w -> r (snd $ m w))

Lema: (\r w -> r (snd $ m w)) ⊥ = ⊥

(\r w -> r (snd $ m w)) ⊥
  =
\w -> ⊥ (snd $ m w))
  =
⊥ . snd . m
  =
⊥

Portanto forever m = fix (\r -> \w -> r (snd $ m w)) = ⊥

Em particular forever (putStrLn "Hello") = ⊥e, portanto, forever (putStrLn "Hello")e undefinedsão programas equivalentes. No entanto, claramente eles não devem ser considerados programas equivalentes, na teoria ou na prática.

Observe que esse modelo está errado, mesmo sem chamar a simultaneidade.

Aqui está uma resposta trivial: qualquer alteração no estado da mônada do estado deve-se a qualquer ação executada na mônada. Se, de fato, a explicação “WorldState -> (a, WorldState)” reivindica a mesma propriedade, com o WorldState sendo um valor puro que somente a mônada de IO muda, está errado. As mudanças de horário, o conteúdo dos arquivos, o estado dos manipuladores etc. podem mudar independentemente do que acontece na mônada de E / S. Esse é o ponto da mônada de IO. O fato de o GHC transmitir um valor do RealWorld (ou onde estava) abaixo é garantir que as coisas sejam executadas em ordem, tanto quanto eu sei, se isso (pode ser apenas algo para colocar no valor ST).

Eu escrevi uma postagem no blog sobre o tópico de como modelar IO como uma forma de corotina assimétrica se comunicando com o sistema de tempo de execução para o seu idioma. (É reconhecidamente a terceira parte de uma série)

http://comonad.com/reader/2011/free-monads-for-less-3/

Esse post aborda um pouco do porquê de ser estranho argumentar sobre a semântica da 'passagem pelo mundo'.

Veja Lidando com o esquadrão estranho .

A grande razão é que os modelos de estado da Mônada IO do RealWorld não funcionam bem com simultaneidade. O SPJ neste clássico legível favorece o uso de uma semântica operacional para entendê-lo.

A principal reclamação sobre os modelos de estado do RealWorld é que, como o TacTics diz, a passagem pelo mundo não funciona necessariamente com simultaneidade. Mas Wouter Swierstra e Thorsten Altenkirch mostraram como argumentar sobre a simultaneidade como efeito de "passagem pelo mundo", com uma sequência fixa, mas arbitrária, de tópicos intercalados em seu artigo "A Bela na fera: uma semântica funcional para o esquadrão estranho": http : //www.staff.science.uu.nl/~swier004/Publications/BeautyInTheBeast.pdf

O código correspondente a isso está no Hackage como IOSpec: http://hackage.haskell.org/package/IOSpec

Eu acho que a tese de Wouter entra em mais detalhes: http://www.staff.science.uu.nl/~swier004/Publications/Thesis.pdf