如何使用 Monadic Bind 简化此 Apache Tomcat 代码？

Question

Some nice "greater-than sign" code in Tomcat. Needs a healthy dose of (>>=).

查看the AuthenticatorBase.java class from Apache Tomcat时：

/**
 * Enforce the security restrictions in the web application deployment
 * descriptor of our associated Context.
 *
 * @param request Request to be processed
 * @param response Response to be processed
 *
 * @exception IOException if an input/output error occurs
 * @exception ServletException if thrown by a processing element
 */
@Override
public void invoke(Request request, Response response)
    throws IOException, ServletException {

    if (log.isDebugEnabled())
        log.debug("Security checking request " +
            request.getMethod() + " " + request.getRequestURI());
    LoginConfig config = this.context.getLoginConfig();

    // Have we got a cached authenticated Principal to record?
    if (cache) {
        Principal principal = request.getUserPrincipal();
        if (principal == null) {
            Session session = request.getSessionInternal(false);
            if (session != null) {
                principal = session.getPrincipal();
                if (principal != null) {
                    if (log.isDebugEnabled())
                        log.debug("We have cached auth type " +
                            session.getAuthType() +
                            " for principal " +
                            session.getPrincipal());
                    request.setAuthType(session.getAuthType());
                    request.setUserPrincipal(principal);
                }
            }
        }
    }

我不得不承认，我不知道如何应用它。我知道有一种方法可以将 if-tree 重构为 monadic 绑定，但我不知道该怎么做。

假设：

这不是关于语言，而是关于逻辑构造。您可以在 Haskell 或 Scala 或 Clojure 中表示此 if-tree，它仍然表示相同的 if-logic。

我的问题是：如何使用 Monadic Bind 简化此 Apache Tomcat 代码？

Answer 1

好吧，这里有副作用 (request.set...)，当没有副作用时 bind 更有用。使用 ifPresent 就足够了：

Optional.ofNullable(principal).ifPresent(principal ->
  Optional.ofNullable(request.getSessionInternal(false)).ifPresent(session ->
    Optional.ofNullable(session.getPrincipal).ifPresent(principal -> {
      if (log.isDebugEnabled())
        log.debug(...);
      request.setAuthType(session.getAuthType());
      request.setUserPrincipal(principal);
    })));

这看起来不像是胜利；重复，但如果 request.getSessionInternal 和 session.getPrincipal 已经返回 Optional，则 Optional.ofNullable(...) 不是必需的。

你可以编写一个方法，其工作方式类似于 Optional.ofNullable(...).ifPresent:

public static <T> void ifNotNull(T value, Consumer<? super T> consumer) {
  if (value != null) { consumer.accept(value); }
}

ifNotNull(principal, principal ->
  ifNotNull(request.getSessionInternal(false), session ->
    ifNotNull(session.getPrincipal, principal -> {
      if (log.isDebugEnabled())
        log.debug(...);
      request.setAuthType(session.getAuthType());
      request.setUserPrincipal(principal);
    })));

（注意：不确定我是否记得 Java 语法，我已经有一段时间没有使用它了。）

Answer 2

我是 Twitter 评论的作者。在此示例中，"low-hanging fruit" 用于简化，假设存在一个单子选项类型，是在“foo上预测的几层嵌套代码不是null” =68=].

让我们关注以下片段：

Principal principal = request.getUserPrincipal(); if (principal == null) { Session session = request.getSessionInternal(false); if (session != null) { principal = session.getPrincipal(); if (principal != null) { if (log.isDebugEnabled()) log.debug("We have cached auth type " + session.getAuthType() + " for principal " + session.getPrincipal()); request.setAuthType(session.getAuthType()); request.setUserPrincipal(principal); } } }

由于我们讨论的是一般结构而不是具体 Java 或任何特定语言，让我们引入一些新的假设（这些假设可能很容易也可能不容易体现在 Java 代码中），并且我们将重构代码以利用它们。

假设 1：所有可以 return null return 和 Optional<T> 的方法，并且 从不 return null 因为 absense/failure 情况是在 Optional 值本身中处理的。在其他语言中，Optional 被称为 Option、Maybe，可能还有其他名称。

假设 2：Optional 有一个 monadic bind 方法。 Java 8 的 Optional 调用此函数 flatMap，因此我们也将调用它。在 Haskell 中，它被称为 >>=，但名称并不重要 - 重要的是类型：

<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper)

为了比较，在 Haskell 中，>>= 是为所有具有 Monad 类型 class 实例的类型定义的；类型签名是：

(>>=) :: Monad m => m a -> (a -> m b) -> m b

当专用于Maybe并使用不同的类型变量名时，与Java的Optional的对应关系变得更加清晰。

(>>=) :: Maybe t -> (t -> Maybe u) -> Maybe u

假设 3：该语言具有 first-class lambda。我知道 Java 8 有 lambda，但我不知道我头脑中的语法，所以我只是想弥补 :)

应用这些假设，简化代码看起来像：

Optional<Principal> principal = request.getUserPrincipal(); if (!principal.isPresent()) { Optional<Session> session = request.getSessionInternal(false); principal = session.flatMap((sess) { sess.getPrincipal() }); principal.flatMap((principal) { if (log.isDebugEnabled()) ... // as before request.setAuthType(session.getAuthType()); request.setUserPrincipal(principal); }) }

请注意，每次连续调用 flatMap 都会从程序中删除一个 if 级别。对 flatMap 的调用也可以链接起来以避免中间赋值。

在 Java 中使用单子绑定模式的好处是显而易见的，但不幸的是它们是有限的。因为 flatMap 是为 Optional 具体定义的（也许类似的方法也为其他类型具体定义），而不是抽象地定义在类型 class 或接口上，程序员无权访问免费的许多派生操作。必须为每个实例手动编写此类派生操作。

如何使用 Monadic Bind 简化此 Apache Tomcat 代码？

How could this Apache Tomcat code be simplified with a Monadic Bind?

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