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为什么声明性语言往往适合于并行执行,命令代码很难在多个内核和多个机器之间并行化?

发布时间:2023-10-13 14:34:17
发布人:xqq

一、为什么声明性语言往往适合于并行执行

函数式编程里的程序在输入相同时总是得到相同的输出,不包含其他状态,也不影响其他程序的状态,所以在哪里执行都一样,这样就很容易调度到其他线程、进程甚至远程服务器上。而命令式代码通常隐含地使用全局状态,这些状态在不同代码之间是共享的,代码的执行时序会影响执行结果,这就导致难以并行化。

但这并非没有代价。纯粹的函数式编程无法处理带有状态的外部组件,而磁盘读写、网络输入输出等IO操作天生是有状态的,如果不能处理这些对象,语言的适用范围是很窄的。所以函数式编程语言通常也会要么带有命令式的支持,要么将处理有状态的对象的过程封装到某些外部的统一模型当中(比如Erlang的消息机制)

声明性范式只要求程序员提供程序的目的,然后系统自己有编译器,lib或优化器去计算出”怎么达到目的”较好的执行路径,而不用程序员提供怎么达到目的方法或者hint。而命令式范式需要程序员手把手的告诉机器怎么完成任务。机器无法区分目的和手段,而必须严格按照程序指定的来执行。

相比之下,就是根据“优化器”计算出来的执行路径好,还是人指定的好呢?(把“好”定义为价值除以产生价值需要的时间)

举个例子: 对SQL来说,你只需要指定你想找什么。数据库会自己算出来怎么按照你的要求找。 你如果用java或C在一大块硬盘上找数据,你就要自己去指定机器每一步怎么运行才能给你结果。

延伸阅读:

二、声明式与命令式

命令式(Imperative)和声明式(Declarative)是很早就有的概念,比如 SQL、HTML、CSS 是典型的声明式语言,而我们使用的绝大部分编程语言都是命令式的。

命令式编程就像它的名字一样,它由开发者我们一步一步的告述计算机,执行一系列的操作,然后得到想要的结果,起主要作用的是开发者,计算机只是帮助开发者执行计算而已。

而声明式编程却与此相反,它不是告述计算机做什么做,而是直接告述计算它想要的结果,至于怎么做,由预先写好的程序依据一定的算法由计算机自动推算出来。

声明式与命令式的主要区别在于,声明式描述的是结果,它不关心过程。比如 SQL,我们告述数据库的是,我们要查询某张表满足某某条件的数据,但我们并不会告述数据库怎么去查,怎么查数据是数据库系统自己关心的事情。

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