如何在自定义Monad栈中使用Servant的throwError做错误处理？

自定义的Monad定义如下：

newtype App a = App
  { runApp :: ReaderT AppEnv (LoggingT IO) a
  }
  deriving newtype
    ( Functor,
      Applicative,
      Monad,
      MonadIO, 
      MonadReader AppEnv,
      MonadLogger
    )

newtype AppEnv = AppEnv -- environment for the app

想要使用Servant标准错误处理机制的throwError，写出如下代码：

foo :: App ()
foo = throwError err404

但代码无法编译，报错信息：

• No instance for (Control.Monad.Error.Class.MonadError
                     ServerError App)
    arising from a use of ‘throwError’
• In the expression: throwError err404
  In an equation for ‘foo’: foo = throwError err404

疑问：是否可为App推导该实例，或是否需要修改Monad栈？另外不想使用throw，因为会改变servant-client的行为。

解决方法 #

• 无法自动推导MonadError ServerError App实例：当前的Monad栈（ReaderT + LoggingT + IO）里没有任何支持MonadError的转换器，deriving newtype只能基于栈中已有的实例进行推导，所以自动推导此实例行不通。

• 修改Monad栈，加入ExceptT ServerError：这是最直接的解决方案，调整栈结构，将ExceptT ServerError加入到IO层之上，这样就能通过deriving newtype自动获取MonadError实例。修改后的代码如下：

import Servant (ServerError)
import Control.Monad.Except (ExceptT, MonadError)

newtype App a = App
  { runApp :: ReaderT AppEnv (LoggingT (ExceptT ServerError IO)) a
  }
  deriving newtype
    ( Functor,
      Applicative,
      Monad,
      MonadIO, 
      MonadReader AppEnv,
      MonadLogger,
      MonadError ServerError  -- 现在可正常推导该实例
    )

newtype AppEnv = AppEnv -- environment for the app

调整后即可直接使用throwError err404，完全符合Servant的错误处理规范，不会影响servant-client的行为。

• 基于Servant的Handler重构Monad：如果不想手动调整栈结构，可以让App包裹Servant自带的Handler类型（Handler已经内置了MonadError ServerError实例），再叠加ReaderT和LoggingT。示例代码：

import Servant (Handler, ServerError)

newtype App a = App
  { runApp :: ReaderT AppEnv (LoggingT Handler) a
  }
  deriving newtype
    ( Functor,
      Applicative,
      Monad,
      MonadIO, 
      MonadReader AppEnv,
      MonadLogger,
      MonadError ServerError
    )

这种方式更贴合Servant生态，后续将App转换为Servant的Server类型时会更便捷。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者l7r7