读取文件后 Haskell 文件会自动关闭吗？

Question

我想使用 Haskell 函数

readFile :: FilePath -> IO String

将文件的内容读入字符串。在the documentation 中，我读到“文件被延迟读取，按需读取，就像 getContents 一样。”

我不确定我是否完全理解这一点。例如，假设我写

s <- readFile "t.txt"

当这个动作被执行时：

• 文件已打开。
• s 中的字符实际上是在需要评估某些表达式时（但不会更早）从文件中读取的（例如，如果我评估 length sall 文件的内容将被读取并且文件将被关闭）。
• 读取完最后一个字符后，与对readFile 的调用相关联的文件句柄就会关闭（自动）。

我的第三个陈述正确吗？那么，我可以只调用readFile 而不自己关闭文件句柄吗？只要我没有消耗（访问）整个结果字符串，句柄会保持打开状态吗？

编辑

这里有一些关于我的疑虑的更多信息。假设我有以下内容：

foo :: String -> IO String
foo filename = do
                  s <- readFile "t.txt"
                  putStrLn "File has been read."
                  return s

当putStrLn 被执行时，我会（直觉地）期待

1. s 包含文件t.txt 的全部内容，
2. 用于读取文件的句柄已关闭。

如果不是这样：

• s 在执行putStrLn 时包含什么？
• putStrLn执行时文件句柄处于什么状态？
• 如果putStrLn执行时s不包含文件的全部内容，什么时候会真正读取到这个内容，什么时候会关闭文件？

Answer 1

我的第三个说法正确吗？

不完全是，文件没有关闭“一旦最后一个字符被读取”，至少通常不会，它会在读取期间处于半关闭状态徘徊片刻，IO- manager/runtime 将在下次执行此类操作时将其关闭。如果您正在快速打开和读取文件，如果操作系统限制不是太高，那么该延迟可能会导致您用完文件句柄。

但是，对于大多数用例（以我有限的经验）来说，关闭文件句柄是足够及时的。 [有些人不同意，认为惰性 IO 在所有情况下都极其危险。它肯定有陷阱，但 IMO 的危险往往被夸大了。]

那么，我可以直接调用readFile 而不自己关闭文件句柄吗？

是的，当您使用readFile时，当文件内容被完全读取或发现文件句柄不再被引用时，文件句柄会自动关闭。

只要我没有消耗（访问）整个结果字符串，句柄会保持打开状态吗？

不完全是，readFile 将文件句柄置于半关闭状态，如hGetContents 的文档中所述：

计算hGetContents hdl返回与hdl管理的通道或文件的未读部分对应的字符列表，它被置于中间状态，半关闭。在这种状态下，hdl 被有效关闭，但项目会按需从hdl 读取并累积在hGetContents hdl. 返回的特殊列表中

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foo :: String -> IO String
foo filename = do
              s <- readFile "t.txt"
              putStrLn "File has been read."
              return s

啊，那是另一端惰性 IO 的陷阱之一。此处文件在其内容被读取之前关闭。当foo 返回时，文件句柄不再被引用，然后关闭。 foos 结果的消费者然后会发现s 是一个空字符串，因为当hGetContents 尝试实际从文件中读取时，句柄已经关闭。

我将readFile 的行为与

bracket (openFile file ReadMode) hClose hGetContents

那里。 readFile 仅在 s 不再被引用后才关闭文件句柄，因此它在此处按预期正常运行。

当putStrLn 被执行时，我会（直觉地）期待

1. s 包含文件t.txt 的全部内容，
2. 用于读取文件的句柄已关闭。

不，s 不包含任何内容，但可能会从文件句柄中获取一些字符。文件句柄是半封闭的，但不是封闭的。当文件内容被完全读取或s超出范围时，它将关闭。

如果不是这样：

• s 在执行putStrLn 时包含什么？
• putStrLn执行时文件句柄处于什么状态？
• 如果putStrLn执行时s不包含文件的全部内容，什么时候会真正读取到这个内容，什么时候会关闭文件？

前两个问题已经回答，第三个问题的答案是“文件内容被消费时会被读取”，当全部内容被读取或不再被引用时会关闭。

这与上面的bracket 调用不同-bracket 保证最终操作，这里hClose 即使其他操作抛出异常也会运行，因此通常建议使用它。但是，hClose 在bracket 返回时运行，然后hGetContents 无法从现在真正关闭的文件句柄中获取任何内容。但是readFile如果发生异常，不一定会关闭文件句柄。

这是惰性 IO 的危险或怪癖之一，文件在需要其内容之前不会被读取，如果你错误地使用惰性 IO，那就太晚了，你不会得到任何内容。

这是一个很多人（甚至大多数人）一次又一次陷入的陷阱，但是在被它咬伤之后，人们很快就会知道什么时候 IO 需要非懒惰，并在这些情况下非懒惰地去做。

替代方案（迭代器、枚举器、管道、管道……）避免了这些陷阱[除非实施者犯了错误]，但在惰性 IO 完全没问题的情况下使用起来就不太好用了。另一方面，他们会更好地处理不需要懒惰的情况。

Answer 2

当 putStrLn 被执行时，我会（直觉地）期望s 包含文件 t.txt 的全部内容，

您需要考虑一下您在此处使用惰性 IO 的事实。从文件中读取只会创建一个未经评估的字符串计算，如果以后需要，则会读取该文件。

通过使用惰性 IO，您可以将 IO 延迟到需要该值为止。

一旦读取了文件的最后一个字符，或者删除了对打开文件的所有引用（例如您的 s 值），垃圾收集器将关闭您打开的文件。