使用 runReaderT 消除 MonadReader 约束

Question

我一直在关注 Refactoring some Haskell code to use MTL，它重构了一些 Haskell 代码以利用 mtl 包中的类型类。

该代码包含具有以下签名的 postReservation 函数：

postReservation :: ReservationRendition -> IO (HttpResult ())

postReservation 函数的实现使用了具有以下签名的三个附加函数：

readReservationsFromDB :: ConnectionString -> ZonedTime -> IO [Reservation]
getReservedSeatsFromDB :: ConnectionString -> ZonedTime -> IO Int
saveReservation :: ConnectionString -> Reservation -> IO ()

在视频中，重构了三个函数的签名，以便它们 return 具有 MonadIO 约束的通用类型，即

readReservationsFromDB :: (MonadIO m) => ConnectionString -> ZonedTime -> m [Reservation]
getReservedSeatsFromDB :: (MonadIO m) => ConnectionString -> ZonedTime -> m Int
saveReservation :: (MonadIO m) => ConnectionString -> Reservation -> m ()

我知道这样做会使函数更加灵活，因为它们不再依赖于具体的 monad 类型或特定的 monad 转换器堆栈配置。我还了解到 postReservation 函数仍然可以使用这些函数而无需对其类型签名进行任何更改，因为它具有 return 类型的 IO，它是 MonadIO 类型类的一个实例。

接下来，这三个函数被重构为包含一个 MonadReader 约束，这样就不需要显式传递连接字符串，即

readReservationsFromDB :: (MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => ZonedTime -> m [Reservation]
getReservedSeatsFromDB :: (MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => ZonedTime -> m Int
saveReservation :: (MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => Reservation -> m ()

postReservation 函数的签名也更新为包含 MonadIO 和 MonadReader 约束，即

postReservation :: (MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => ReservationRendition -> m (HttpResult ())

视频的演示者继续制作名为 postReservationIO 的 postReservation 函数的具体版本，以消除类型类约束。 postReservationIO 函数的损坏版本是为了证明它不能只使用 postReservation 函数，因为 IO 类型 return 由 postReservationIO 编辑函数不是 MonadReader 类型类的实例。

然后我们被告知，为了从 postReservationIO 函数中消除 MonadReader 约束，我们需要使用 runReaderT 函数，这就是视频丢失我的地方。

大约 15:00，postReservationIO 函数重构为如下所示

postReservationIO :: ReservationRendition -> IO (Httpresult ())
postReservationIO req = runReaderT (postReservation req) connStr

runReaderT 函数具有 ReaderT k r m a -> r -> m a 的类型签名，我正在阅读它作为一个函数，它采用一些具体的 ReaderT 类型和一些 r 类型的值（在我们的例子中是连接字符串）它会返回一些 m a.

类型的 monad

在 postReservationIO 实现中，我们将 (postReservation req) 作为第一个参数传递给 runReaderT 函数。 (postReservation req) 具有类型

(MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => m (HttpResult ())

据我所知这不是 ReaderT 所以我很难理解它是如何工作的。

谁能解释一下我们如何从 (MonadReader ConnectionString m, MonadIO m) => m (HttpResult ()) 类型跳转到 ReaderT k r m a 以消除 MonadReader 约束？

Answer 1

postReservations 类型中的 m 实例化为 ReaderT * ConnectionString IO (HttpResult ())，它是 MonadReader ConnectionString 和 MonadIO 的实例。

请注意 ReaderT 仅通过 runReaderT 明确提及。正是这个函数要求它的参数是具体的 ReaderT 而不是任意的 MonadReader ConnectionString.

编辑：

正如@Benjamin Hodgson 指出的那样，底层机制是 return 类型多态性，或更普遍的统一。

所以，当对 postReservationIO 的主体进行类型检查时，大致会发生以下情况：

-- What we know, because we already type-checked them (this is necessary information about free variables):
runReaderT                               :: ReaderT k r m a -> r -> m a
postReservation req                      :: (MonadReader ConnectionString m', MonadIO m') => m' (HttpResult ())
connStr                                  :: ConnectionString

-- What we want to check
runReaderT (postReservation req) connStr :: IO (HttpResult ())

-- Unifying `runReaderT` with its arguments results in the following constraints:
-- First argument
ReaderT k r m a ~ (MonadReader ConnectionString m', MonadIO m') => m' (HttpResult ())
-- Second argument
r ~ ConnectionString
-- Return type
m (HttpResult ()) ~ IO (HttpResult ())

读 ~ 为 'has to unify with'。例如，runReaderT 的第二个参数是 ConnectionString 的事实需要类型变量 r 与 ConnectionString.

统一

约束 ReaderT k r m a ~ (MonadReader ConnectionString m', MonadIO m') => m' (HttpResult ()) 是我之前提到的。这就是将 m' 实例化为 ReaderT * ConnectionString m，作为最后一个约束的结果进一步实例化为 ReaderT * ConnectionString IO。

只有在满足所有类型变量约束后，GHC 才会检查 ReaderT * ConnectionString IO 是否满足 MonadReader ConnectionString 和 MonadIO，确实如此。

如果情况并非如此，例如当 postReservation :: (MonadLogger m, MonadIO m) => ReservationRendition -> m (HttpResult ()) 时，编译器将无法找到实例 MonadLogger (ReaderT * ConnectionString IO) 并报错。

使用 runReaderT 消除 MonadReader 约束

Eliminating MonadReader constraint using runReaderT

haskell

typeclass

monad-transformers