当我使用“Reader monad”进行依赖注入时,如何注入多个依赖项?

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我正试图使用Reader Monad进行依赖注入,但在方法需要不同依赖项时遇到了问题:

class PageFetcher {
  def fetch(url: String) = Reader((dep1: Dep1) => Try {
    ...
  })
}

class ImageExtractor {
  def extractImages(html: String) = Reader((deps: (Dep2, Dep3)) => {
    ...
  })
}


object MyImageFinder {
  def find(url: String) = Reader((deps: (PageFetcher, ImageExtractor)) => {
    val (pageFetcher, imageExtractor) = deps
    for {
      htmlTry <- pageFetcher.fetch(url)
      html <- htmlTry
      images <- imageExtractor.extractImages(html)
    } yield images
  })
}

// I add these 3 useless dependencies here just for demo
class Dep1

class Dep2

class Dep3

你可以看到PageFetcher.fetchImageExtractor.extractImagesMyImageFinder.find都有不同的依赖关系。

我不确定我是否正确地使用了Reader,当我把它们组合在一起并想传递这些依赖项时,我不知道该如何做:

val pageFetcher = new PageFetcher
val imageExtractor = new ImageExtractor
val dep1 = new Dep1
val dep2 = new Dep2
val dep3 = new Dep3

def main(args: Array[String]) {
  args.headOption match {
    case Some(url) =>
      MyImageFinder.find(url)(???) match {
        case Success(images) => images.foreach(println)
        case Failure(err) => println(err.toString)
      }
    case _ => println("Please input an url")
  }
}

请注意代码中的 MyImageFinder.find(url)(???),我想传递类似于 pageFetcher/imageExtractor/dep1/dep2/dep3 的依赖项,但无论我如何尝试,它都无法编译。

我使用 Reader 的方式正确吗?有什么简单的方法可以传递依赖项吗?


首先,如果你想传递隐式定义的值,你需要先定义方法来接受隐式值。 - user1484819
抱歉,implicit是错误复制的,它们不应该出现在这个例子中。谢谢。 - Freewind
这是一个关于Reader Monad DI与构造函数参数DI的比较,以及如何在具有多个依赖项/嵌套方法调用的情况下使用RM的相关问题:https://dev59.com/214b5IYBdhLWcg3wbA6B - adamw
2个回答

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如果您想在 for 推导式中使用多个读取器,则无论如何参数类型都需要相同。一种简单的方法是将所有内容捆绑在一个环境类型中(可以只是元组),然后将其用作所有读者的依赖项。

不过,这会丢弃类型中有关细粒度依赖关系的许多信息,您也可以在 for 推导式中使用 local 作为输入的一种映射方式:

case class Foo(i: Int)
case class Bar(s: String)
case class Config(foo: Foo, bar: Bar)

val doSomethingWithFoo: Reader[Foo, String] = Reader(foo => "hello " * foo.i)
val doSomethingWithBar: Reader[Bar, String] = Reader(bar => s"bar is $bar")

val doSomethingWithConfig: Reader[Config, String] = for {
  resFoo <- doSomethingWithFoo.local(_.foo)
  resBar <- doSomethingWithBar.local(_.bar)
} yield (resFoo, resBar)

就像使用函数 B>的map可以将Reader[E, A]转换为Reader[E, B]一样,使用 F>的local会将Reader[F, A]转换为Reader[E, A],在这种情况下,只需取读取器所需的特定环境块并将其单独馈入即可。

请注意,Kleisli还有许多其他组合子(一种更通用的类型,Reader仅是Kleisli [Id,_,_]的别名)值得阅读。


虽然这是在Haskell和使用scalaz中完成的方法,但Scala的子类型开启了另一个有趣的可能性,我在我的答案中描述了它。 - cvogt
@TravisBrown 我认为你想表达的是:**使用 E => F 的本地更改将 Reader[E, A] 更改为 Reader[F, A]**,而不是将 Reader[F, A] 更改为 Reader[E, A]。顺便说一句,回答非常好! - Mik378
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@Mik378 谢谢,但实际上这就是我写的方式,因为 local 是在输入上进行映射,而不是输出。在这个例子中,_.foo 是一个 Config => Foo,在 Reader[Foo, X] 上调用 .local(_.foo) 将会得到一个 Reader[Config, X] - Travis Brown
1
确实,你是完全正确的。我在映射输入时也有这个想法,但我颠倒了类型 E 和 F。感谢您的及时响应。 - Mik378

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更新:使用scalaz的Reader替换自定义的flatMap

正如Travis所指出的那样,要使用Reader模式,您需要单参数函数。因此,为了将其用于多个依赖项,您需要以某种方式将所有依赖项放入单个参数中。这里变得有趣。Travis展示的方法是最简单的方法,但您还必须手动使用.local调用切换环境,并且如果您需要子树的多个依赖项,则需要手动构建本地环境。

另一种方法是让Scala的子类型自动处理它。只要您的依赖项可以混合,就可以将具有不同或多个依赖项的组件组合在一起(如果您实际上使用scalaz的Reader,而不是像一些Reader示例一样在Function1上使用flatMap)。

选项1:杯形蛋糕模式

允许您的依赖项混合的一种方法是削减的cake模式。如果我必须给它一个名字,我会称之为杯形蛋糕模式,Dick Wall称之为Parfait(请参见https://parleys.com/play/53a7d2cde4b0543940d9e55f/chapter28/about)。其思想是将所有东西都放入蛋糕中,只将依赖项放入蛋糕中,并将其作为上下文对象传递,您可以使用reader进行抽象。让我们将其应用于您的示例:

// business logic
class PageFetcher {
  def fetch(url: String) = Reader((deps: Dep1Component) => Try {
    ...
  })
}

class ImageExtractor {
  def extractImages(html: String) = Reader((deps: (Dep2Component with Dep3Component)) => {
    ...
  })
}


object MyImageFinder {
  def find(url: String) = 
    for {
      pageFetcher <- Reader((deps: PageFetcherComponent) => dep.pageFetcher)
      imageExtractor <- Reader((deps: ImageExtractorComponent) => dep.imageExtractor)
      htmlTry <- pageFetcher.fetch(url)
      html <- htmlTry
      images <- imageExtractor.extractImages(html)
    } yield images
}

// I add these 3 useless dependencies here just for demo
class Dep1

class Dep2

class Dep3

// cupcake modules
trait PageFetcherComponent{
  def pageFetcher: PageFetcher
}
trait ImageExtractorComponent{
  def imageExtractor: ImageExtractor
}
trait Dep1Component{
  def dep1: Dep1
}
trait Dep2Component {
  def dep2: Dep2
}
trait Dep3Component{
  def dep3: Dep3
}

object Dependencies extends PageFetcherComponent with ImageExtractorComponent with Dep1Component with Dep2Component with Dep3Component{
  val pageFetcher = new PageFetcher
  val imageExtractor = new ImageExtractor
  val dep1 = new Dep1
  val dep2 = new Dep2
  val dep3 = new Dep3
}

def main(args: Array[String]) {
  args.headOption match {
    case Some(url) =>
      MyImageFinder.find(url)(Dependencies) match {
        case Success(images) => images.foreach(println)
        case Failure(err) => println(err.toString)
      }
    case _ => println("Please input an url")
  }
}

如果您有多个相同依赖项的实例(多个记录器,多个数据库等),并且希望能够选择性地在一个或另一个上使用某些代码,则杯形蛋糕模式会变得棘手。

选项2:类型索引映射

最近我想出了另一种方法,使用我称之为类型索引映射的特殊数据结构。它保存所有杯形蛋糕锅炉板,并使多个相同类型的依赖项更容易使用(即只需将它们包装在单成员类中以区分它们)。

/** gets stuff out of a TMap */
def Implicit[V:TTKey] = Reader((c: TMap[V]) => c[V])

// business logic
class PageFetcher {
  def fetch(url: String) = Implicit[Dep1].map{ dep1 => Try {
    ...
  }}
}

class ImageExtractor {
  def extractImages(html: String) = for{
    dep2 <- Implicit[Dep1]
    dep3 <- Implicit[Dep3]
  } yield {
    ...
  }
}


object MyImageFinder {
  def find(url: String) = 
    for {
      pageFetcher <- Implicit[PageFetcherComponent]
      imageExtractor <- Implicit[ImageExtractorComponent]
      htmlTry <- pageFetcher.fetch(url)
      html <- htmlTry
      images <- imageExtractor.extractImages(html)
    } yield images
}

// I add these 3 useless dependencies here just for demo
class Dep1

class Dep2

class Dep3

val Dependencies =
  TMap(new PageFetcher) ++
  TMap(new ImageExtractor) ++
  TMap(new Dep1) ++
  TMap(new Dep2) ++
  TMap(new Dep3)

def main(args: Array[String]) {
  args.headOption match {
    case Some(url) =>
      MyImageFinder.find(url)(Dependencies) match {
        case Success(images) => images.foreach(println)
        case Failure(err) => println(err.toString)
      }
    case _ => println("Please input an url")
  }
}

我在这里发布了 https://github.com/cvogt/slick-action/。相应的测试示例在此处: https://github.com/cvogt/slick-action/blob/master/src/test/scala/org/cvogt/di/TMapTest.scala#L213。它在maven上,但是在使用它时要小心,因为代码正在变化中,当前实现在2.10中不是线程安全的,只有在2.11中是线程安全的,因为它依赖于TypeTags。我可能会在某个时候发布一个适用于2.10和2.11的版本。
补充说明 虽然这解决了使用Reader Monad进行多依赖注入的问题,但你仍然会因为混合使用Reader/Function1组合和Try组合而获得htmlTry类型错误。解决方法是创建一个包装Monad,内部包装Function1[TMap[...],Try[...]],并允许组合它们。这确实需要将所有内容都放入这种类型的Monad中,即使某些内容不需要尝试。

这是一个惊人的答案。做得非常好。杯子蛋糕模式基本上就是2020年Zio所称的模块模式。干得好。 - MaatDeamon

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