Grokking Concurrency - Haskell 版¶

本シリーズは「Grokking Concurrency」（Kirill Bobrov 著）の学習コンパニオンとして、並行処理プログラミングの概念を Haskell で実装しながら日本語で解説します。

対象読者¶

Haskell の基礎知識があり、並行処理に興味がある開発者
STM（Software Transactional Memory）を学びたい方
純粋関数型言語での並行処理を理解したいエンジニア
async ライブラリや forkIO を使った並列処理に興味がある方

記事一覧¶

Part I: 並行処理の基礎 ¶

逐次処理と並行処理の違い、基本概念を学びます。

章	トピック
第2章	逐次処理、パスワードクラッキング例

キーワード: 逐次処理、純粋関数、Maybe モナド

Part II: プロセスとスレッド ¶

スレッドの基本と async ライブラリを学びます。

章	トピック
第4章	forkIO、async、軽量スレッド
第5章	並列処理、mapConcurrently

キーワード: forkIO、async、Async

Part III: マルチタスキングとスケジューリング ¶

マルチタスキングと STM を学びます。

章	トピック
第6章	TVar、STM、ゲームループ

キーワード: STM、TVar、atomically

Part IV: タスク分解と並列パターン ¶

並列処理のデザインパターンを学びます。

章	トピック
第7章	タスク分解、Fork/Join、パイプライン

キーワード: mapConcurrently、TQueue、Pipeline

Part V: 同期と排他制御 ¶

STM によるデッドロックフリーな同期を学びます。

章	トピック
第8章	STM、TVar、アトミックトランザクション

キーワード: STM、atomically、retry

Part VI: ノンブロッキング I/O ¶

ノンブロッキング I/O と非同期処理の基礎を学びます。

章	トピック
第10章	IO モナド、非同期処理

キーワード: IO、async、concurrently

Part VII: 非同期プログラミング ¶

Haskell の async ライブラリを詳しく学びます。

章	トピック
第12章	async、wait、cancel、race

キーワード: Async、race、concurrently

Part VIII: 分散並列処理 ¶

MapReduce パターンと並列処理を学びます。

章	トピック
第13章	MapReduce、ワードカウント

キーワード: MapReduce、mapConcurrently

使用ライブラリ¶

ライブラリ	用途	対応章
base	基本ライブラリ	全章
async	非同期処理	Part II-VIII
stm	Software Transactional Memory	Part III, V
cryptohash-sha256	ハッシュ計算	Part I, II
containers	Map、Set	Part IV, VIII

リポジトリ構成¶

grokking_concurrency/
├── apps/haskell/                  # Haskell サンプルコード
│   ├── grokking-concurrency-haskell.cabal
│   ├── stack.yaml
│   └── src/
│       ├── Ch02/PasswordCracker.hs
│       ├── Ch04/ThreadBasics.hs
│       ├── Ch05/PasswordCrackerParallel.hs
│       ├── Ch06/GameLoop.hs
│       ├── Ch07/VoteCounter.hs
│       ├── Ch07/Pipeline.hs
│       ├── Ch08/BankAccount.hs
│       └── Ch13/WordCount.hs
└── docs/article/haskell/          # 解説記事
    ├── index.md
    ├── part-1.md
    └── ...

Haskell と並行処理¶

Haskell は純粋関数型言語であり、並行処理に独自のアプローチを提供します。

forkIO（軽量スレッド）¶

import Control.Concurrent (forkIO)

main :: IO ()
main = do
    _ <- forkIO $ putStrLn "Hello from thread!"
    putStrLn "Hello from main!"

async ライブラリ¶

import Control.Concurrent.Async

main :: IO ()
main = do
    result <- async $ return (1 + 1)
    value <- wait result
    print value

STM（Software Transactional Memory）¶

import Control.Concurrent.STM

main :: IO ()
main = do
    counter <- newTVarIO 0
    atomically $ modifyTVar' counter (+1)
    value <- readTVarIO counter
    print value  -- 1

並列実行¶

import Control.Concurrent.Async

main :: IO ()
main = do
    results <- mapConcurrently id
        [return 1, return 2, return 3]
    print results  -- [1, 2, 3]

主要な概念¶

IO モナドと純粋関数¶

種類	説明
純粋関数	副作用なし、参照透過性
IO a	副作用を持つ計算
STM a	トランザクショナルな計算

STM の特徴¶

機能	説明
atomically	トランザクションを実行
retry	条件が満たされるまで待機
orElse	代替トランザクション
TVar	トランザクショナル変数

並行処理の利点¶

デッドロックフリー - STM による自動リトライ
型安全性 - コンパイル時の検証
合成可能性 - 小さな関数を組み合わせる
純粋性 - 副作用の明示的な管理