An Introduction to Algebraic Effects and Handlers
대수적 효과(Algebraic effects)는 순수하지 않은(impure) 동작이 가변
저장 연산인 get과 set, 인터랙티브 입출력 연산인 read와 print,
또는 예외 처리 연산인 raise와 같은 일련의 연산에서 발생한다는
전제에 기반한 계산 효과에 대한 접근 방식입니다. 이는 자연스럽게 예외
처리 뿐만 아니라 모든 다른 효과를 위한 핸들러를 필요로 하는데, 다른
무엇보다도 스트림 재지정(redirection), 백트래킹, 협력적 멀티 쓰레딩,
그리고 구분된 컨티뉴에이션을 캡쳐할 수 있는 새로운 개념을 떠올리게
합니다.
대수적 효과나 핸들러에 관심이 있어하지만 무엇부터 시작해야하는지 모르는 사람들이 많습니다. 이 튜토리얼이 그걸 제공했으면 좋겠습니다. 대수적 효과와 핸들러를 이용해서 어떻게 프로그램을 짜는지, 어떻게 모델링하는지, 어떻게 이해해야 하는지를 살펴봅니다.
1. 언어
핸들러를 살펴보기 전에 일단 쓸 언어를 먼저 정합시다. 효과를 다룰 때 평가의 순서는 중요하기 때문에, 우리는 언어의 터미널을 불변의 값(values)과 잠재적으로 효과가 있는 계산(computations)으로 나누어서 고운 값 호출(fine-grained call-by-value) 접근을 따를 것입니다. 몇 가지 언급해야 하는 것들이 있습니다:
value v := x variable
| true | false boolean constans
| fun x -> c function
| h handler
handler h := handler { return x -> cr, (optional) return clause
op1(x; k) -> c1, ..., opn(x; k) -> cn } operation clauses
computation c := return v return
| op(v; y.c) operation call
| do x <- c1 in c2 sequencing
| if v then c1 else c2 conditional
| v1 v2 application
| with v handle c handling
연속 계산
연속 계산 (sequencing) do x <- c1 in c2는 먼저 c1을 평가하고, 그
결과로 값이 리턴되면, x에 그 값을 묶은(bind) 다음 c2를
평가합니다. 만약 c2에 x가 나타나지 않으면, 문법을 c1; c2와 같이
요약해서 연속적인 계산을 표현할 수 있습니다.
연산 호출
op(v; y.c) 호출은 매개변수 값 v(예를 들면 읽을 메모리 주소)를
연산 op에 전달하고, op가 효과를 수행(perform) 하고, 그 결과
값(예를 들면 메모리 주소의 내용물)이 y에 묶이고(bound),
컨티뉴에이션(continuation)이라고 불리는 c의 평가를
재개합니다. 하지만, 주변의 핸들러가 이 동작을 덮어쓸 수 (override)
있음을 주의합시다.