如何为XMobar编写可跨调用保留状态的监视器？

摘要 #

我的问题可以简化为一个是非题：“IO monad是否只能通过I/O操作保留状态？” 换句话说，我的理解是否正确：如果我需要编写一个被其他IO monad实例反复执行的操作

run :: IO String

那么除了将状态序列化到某处（例如文件或调用者提供的API）之外，无法让它在多次调用间保留状态？

如果答案是*“是的，无法直接实现”*，那么我的核心问题就是：如何为XMobar编写一个能保留本地状态的监视器？

详细背景 #

我正在试验xmobar，尤其是它的插件与监视器功能。

所有监视器都通过Run $ SomeMonitor运行，其中SomeMonitor必须是Runnable类型，即实现了(Exec r, Read r, Show r)接口的类型。其中Exec是关键接口，因为插件的业务逻辑需要写在这里，它的类型是IO String，可以通过IO操作生成XMobar显示的字符串。

我最初做了一个简单的实验：

data ArchUpdates = ArchUpdates deriving (Read, Show)

instance Exec ArchUpdates where
  rate _ = 36000
  run _ = fmap (makeMessage . length . lines) $ getCommandOutput "checkupdates"
  where
    makeMessage :: Int -> String
    makeMessage = show -- simplified version

这个插件用于查看我的ArchLinux系统中通过pacman可更新的包数量。

显然，XMobar显示的值会随时间变化，但这并非因为它显式依赖时间，而是因为系统状态发生了变化，这种变化通过I/O操作getCommandOutput "checkupdates"获取。

但如果我想开发一个显式依赖时间的插件呢？比如每秒更新一次，依次显示不同的字符串：先显示"A long time ago"，然后是"in a galaxy far,"，最后是"far away..."，循环往复。

我的需求让我想到了State monad，但Exec约束强制我使用IO monad，所以我认为StateT转换器不是可行方案，因为我无法在run中使用其他包裹IO的monad。我需要IO包裹状态，但又无法修改IO！

因此，我能想到的唯一保留状态的方法是将其序列化到某处，然后重新读取：

instance Exec MyPlugin where
  rate _ = 1000
  run _ = do
    old <- getCurrentStateOfSelf
    return $ makeNewState old

其中makeNewState的类型是String -> String¹，但getCurrentStateOfSelf需要XMobar的API提供，否则就只能将状态写入文件？

run _ = do
    old <- readStateFromFile
    let new = makeNewState old
    writeStateToFile new
    return new

这种方法太糟糕了。

我尝试询问ChatGPT，它给出了以下代码：

import Control.Monad.State

func :: StateT Int IO String
func = do
  currentState <- get
  liftIO $ putStrLn $ "Current state: " ++ show currentState
  modify (+1)
  return "Hello, World!"

main :: IO ()
main = do
  (result, newState) <- runStateT func 0
  putStrLn $ "Result: " ++ result
  putStrLn $ "Final state: " ++ show newState

但我认为这不是解决方案，因为main需要负责多次调用runStateT并传递状态，而不是让func在多次调用间自动保留状态，这才是我想要的效果。

我猜测自己遇到了瓶颈：XMobar监视器基于IO monad设计，而我需要的是State monad（当然XMobar仍会使用IO monad在屏幕上显示内容，因为它本质是一个程序，编译自main函数，类型为IO ()）。

(¹) 对于上述三个字符串的场景，它可以是一个带有[String]本地state的闭包，接收一个String，在cycle state中找到它，然后返回下一个元素。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Enlico