haskell - 如何处理链式 IO 中间的错误？

Question

假设我有一个 readEnv 函数，它读取两个环境变量并返回 Either 值，并使用 ReadError 类型作为 Left 值:

module Main where

import Control.Exception (SomeException(..), handle, throw)
import Data.Typeable (typeOf)
import System.Environment (getEnv)

data ReadError
  = MissingHost
  | MissingPort
  deriving (Show)

main :: IO ()
main = do
  eitherEnvs <- readEnv'
  case eitherEnvs of
    Left err -> print err
    Right (port, host) -> print (port, host)

readEnv :: IO (Either ReadError (String, String))
readEnv = do
  port <- getEnv "HOST"
  host <- getEnv "PORT"
  return $ Right (port, host)

readEnv' :: IO (Either ReadError (String, String))
readEnv' = handle missingEnv readEnv

missingEnv :: SomeException -> IO (Either ReadError (String, String))
missingEnv (SomeException e)
  | isMissingHost e = do
    print e
    return $ Left $ MissingHost
  | isMissingPort e = do
    print e
    return $ Left $ MissingPort
  | otherwise = throw e
  where
    isMissingHost e = take 4 (show e) == "HOST"
    isMissingPort e = take 4 (show e) == "PORT"

因为我知道 getEnv 是一个 IO，如果缺少 env var，它会抛出异常(我知道有lookupEnv，但我的问题是如何处理错误，而不是如何避免错误) ，我创建了一个 readEnv' 函数，它将捕获 IO 异常并将其转换为 ReadError 类型。

上面的代码可以工作，但是，我不喜欢这种模式/样式来处理异常，因为为了处理来自 getEnv "HOST" 的异常，我必须将处理程序放在外面整个readEnv，并解析错误消息以区分错误是MissingHost还是MissingPort。如果错误消息不包含“HOST”或“PORT”，则 missingEnv 无法区分异常来自哪个 getEnv 调用。

理想情况下，有一种方法可以在发生异常的地方处理异常并短路以返回 Left 值。因为我知道 getEnv "HOST" 中唯一的 IOException 是 MissingHost 错误，所以我不需要解析错误消息。

如何做到这一点？

Answer 1

考虑使用 exceptT monad 并向 getEnv 添加正确的抽象。

例如:

首先让我们跳过样板:

module Main where

import Control.Exception (SomeException(..), handle, throw)
       -- N.B. Should use Control.Exception.Safe
import qualified Control.Exception as X
import Data.Typeable (typeOf)
import qualified System.Environment as Env
import Control.Monad.Trans.Except

我们想要定义类似 IO 的东西，但专门用于以更可组合的方式处理异常，并且至少允许 getEnv。 monad 是 exceptT IO:

type MyIO a = ExceptT ReadError IO a
runMyIO :: MyIO a -> IO (Either ReadError a)
runMyIO = runExceptT

我们可以在 monad 中执行的操作应该被提升 - 请记住，如果你的代码的其余部分经常输入 lift 那么你可能没有正确抽象你的 monad。

getEnv :: String -> MyIO String
getEnv s = ExceptT ((Right <$> Env.getEnv s) `X.catch` hdl)
 where hdl :: X.SomeException -> IO (Either ReadError String)
       hdl _ = pure $ Left (Missing s)

现在我们可以在 main 中使用这个版本的 getEnv:

main :: IO ()
main = do
  eitherEnvs <- runMyIO ( (,) <$> getEnv "HOST" <*> getEnv "PORT" )
  case eitherEnvs of
    Left err -> print err
    Right (port, host) -> print (port, host)

是的，我们确实重新定义了错误类型:

data ReadError
  = Missing String
  -- N.B an enum strategy such as MissingPort is doable but often has a
  -- data-dependency at the call site such as @getEnv "host" MissingHost@
  --
  -- That would be a lot like your 'missingEnv' function which forms a mapping
  -- from user strings to the ADT enum 'ReadError'.
  deriving (Show)