Kotlinにおける型の世界と エラーハンドリング / Type World and Error Handling in Kotlin

Transcript

1. 1
   ©2023 Loglass Inc.
   Kotlinにおける型の世界と
   エラーハンドリング
   2023.3.07 Makoto Kobayashi
   

   View Slide

2. 2
   2
   ©2023 Loglass Inc.
   小林 允(Makoto Kobayashi)
   自己紹介
   @mako_makok
   mako-makok
   所属: 株式会社ログラス
   好きな言語: Java, Kotlin, TypeScript
   普段はSpringBootをKotlinで書いています
   AndroidをJavaで書いてた
   Luceneのパッチを書いてSolrに組み込む
   JavaでSpringBootやSeasar2を書いていた
   ログラスでSpringBootとKotlinを書いている
   2017〜2018
   2018〜2019
   2019〜2021
   2022〜
   

   View Slide

3. 3
   ©2023 Loglass Inc.
   ログラスについて
   Loglassは経営データを正確かつ迅速に可視化/分析す
   ることで、柔軟/高精度な事業推進を実現する経営管理
   クラウドサービス です。
   企業価値を向上する経営管理クラウド
   

   View Slide

4. 4
   ©2023 Loglass Inc.
   ログラスについて
   

   View Slide

5. 5
   5
   ©2023 Loglass Inc.
   目次
   1. Javaにおけるエラーハンドリング
   2. Kotlinにおける例外処理
   3. Kotlinでのエラーハンドリング
   4. よりメンテナブルなエラーハンドリングに
   

   View Slide

6. 6
   ©2023 Loglass Inc.
   Javaにおけるエラーハンドリング
   

   View Slide

7. 7
   ©2023 Loglass Inc. 7
   例外のtry-catch
   Javaにおけるエラーハンドリング
   

   View Slide

8. 8
   ©2023 Loglass Inc.
   Kotlinの例外処理
   

   View Slide

9. 9
   ©2023 Loglass Inc.
   Kotlinにおける例外
   Kotlinの例外処理
   Javaの検査例外をthrowしてもコンパイルエラーにならない
   

   View Slide

10. 10
    ©2023 Loglass Inc.
    Kotlinにおける例外
    Kotlinの例外処理
    try-catch式 runCatching
    

    View Slide

11. 11
    ©2023 Loglass Inc.
    Kotlinにおける例外
    Kotlinの例外処理
    ● 検査例外がないので例外を無視してもコンパイルエラーにならない
    ● throwsも無いので例外のチェックを強制するような設計は
    絶対できないようになっている
    ● 呼び出し階層の中で例外を投げる処理を書くと
    ハンドリング忘れで意図しないエラーが発生する可能性がある
    

    View Slide

12. 12
    ©2023 Loglass Inc.
    Kotlinにおける例外
    Kotlinの例外処理
    設計レベルでなんとかできないかな？
    ● 設計標準に例外ハンドリングについて定義する？
    ● ArchUnitでアーキテクチャテストを書く？
    

    View Slide

13. 13
    ©2023 Loglass Inc.
    Kotlinでのエラーハンドリング
    

    View Slide

14. 14
    ©2023 Loglass Inc.
    例外のtry-catchに代わるハンドリング
    Kotlinでのエラーハンドリング
    ● 代数的データ構造で Result型を設計する
    ● パターンマッチでokとerrorをハンドルして値を安全に取り出す
    

    View Slide

15. 15
    ©2023 Loglass Inc.
    代数的データ構造とは
    Kotlinでのエラーハンドリング
    代数的データ型（だいすうてきデータがた、英 : algebraic data type）とは
    プログラミング、特に関数型プログラミングや型システムにおいて使われ
    るデータ型である。それぞれの代数的データ型の値には、 1個以上のコ
    ンストラクタがあり、各コンストラクタには 0個以上の引数がある。 代数的
    データ型の値（データ）の感覚的な説明としては、引数で与えられた他の
    データ型の値を、コンストラクタで包んだようなもの、である。コンストラク
    タに引数がある代数データ型は複合型（他のデータ型を組み合わせて形
    成する型）である。
    Wikipediaより引用: https://ja.wikipedia.org/wiki/代数的データ型
    

    View Slide

16. 16
    ©2023 Loglass Inc.
    代数的データ構造とは
    Kotlinでのエラーハンドリング
    ● パラメータの組み合わせが和や積など、
    代数的に表現できるためそう呼ばれている ?
    ● 厳密的な定義はなさそう ?
    

    View Slide

17. 17
    ©2023 Loglass Inc.
    直積型
    Kotlinでのエラーハンドリング
    

    View Slide

18. 18
    ©2023 Loglass Inc.
    直積型
    Kotlinでのエラーハンドリング
    data error
    String null
    null String
    null null
    String String
    2 * 2の直積でパターンが表される
    

    View Slide

19. 19
    ©2023 Loglass Inc.
    直和型
    Kotlinでのエラーハンドリング
    Resultの型はOkかErrorなので、直和のパターン数で表される
    

    View Slide

20. 20
    ©2023 Loglass Inc.
    直和型
    Kotlinでのエラーハンドリング
    

    View Slide

21. 21
    ©2023 Loglass Inc.
    余談: こういうのも直和
    Kotlinでのエラーハンドリング
    

    View Slide

22. 22
    ©2023 Loglass Inc.
    余談: こういうのも直和
    Kotlinでのエラーハンドリング
    

    View Slide

23. 23
    ©2023 Loglass Inc.
    直和型によるエラーハンドリング
    Kotlinでのエラーハンドリング
    ::doSomethingはinterfaceを返却する
    

    View Slide

24. 24
    ©2023 Loglass Inc.
    直和型によるエラーハンドリング
    Kotlinでのエラーハンドリング
    パターンマッチによるデータの取り出し
    

    View Slide

25. 25
    ©2023 Loglass Inc.
    直和型によるエラーハンドリング
    Kotlinでのエラーハンドリング
    パターンの欠損はコンパイルエラーになる
    

    View Slide

26. 26
    ©2023 Loglass Inc.
    Javaでの直和型の実装
    Kotlinでのエラーハンドリング
    instanceof によるパターンマッチ
    

    View Slide

27. 27
    ©2023 Loglass Inc.
    Javaでの直和型の実装
    Kotlinでのエラーハンドリング
    Java 19 third preview(Record Patterns, pattern matching for switch)
    

    View Slide

28. 28
    ©2023 Loglass Inc.
    よりメンテナブルな
    エラーハンドリングに
    

    View Slide

29. 29
    ©2023 Loglass Inc.
    言語機能の限界
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    

    View Slide

30. 30
    ©2023 Loglass Inc.
    言語機能の限界
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    Resultがネストするとかなり可読性が下がる
    

    View Slide

31. 31
    ©2023 Loglass Inc.
    言語機能の限界
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● 直和型とパターンマッチは特に関数型言語にしばしば見られる概念である
    ● Kotlinは関数型ではない
    ● もう一歩関数型に踏み込む必要がある
    

    View Slide

32. 32
    ©2023 Loglass Inc.
    他の言語のパラダイムを確認する : Rust
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    

    View Slide

33. 33
    ©2023 Loglass Inc.
    他の言語のパラダイムを確認する : Scala
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    

    View Slide

34. 34
    ©2023 Loglass Inc.
    and_thenの実装
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● 関数の合成はシンタックス的に難しそう
    ● Rustではand_then, ScalaではflatMapがある
    ● どちらも同じ動きをしている
    ● これらを模倣してみると良さそう
    

    View Slide

35. 35
    ©2023 Loglass Inc.
    and_thenの実装(1/3)
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● out: Kotlinにおける共変を表す
    ● Nothing: 存在しない値を表す型
    

    View Slide

36. 36
    ©2023 Loglass Inc.
    and_thenの実装(2/3)
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● 拡張関数: fun Result.funName() {} と宣言することで、
    クラスにメソッドが生えているかのような書き方ができる
    ● 引数部分は関数渡し
    図の場合、引数は Function>と同等
    

    View Slide

37. 37
    ©2023 Loglass Inc.
    and_thenの実装(3/3)
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    

    View Slide

38. 38
    38
    ©2023 Loglass Inc.
    Nothing型
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● Any型の反対
    ● 全てのクラスを継承したクラス
    ● Nothingはインスタンスを生成することができない
    ● ex) 必ず例外を送出するようなメソッド
    ● ex) 型引数が省略できないとき Nothingを指定する
    

    View Slide

39. 39
    39
    ©2023 Loglass Inc.
    必ず例外を送出するメソッド
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● fail() とかも適していそう
    ● ロギング + 例外送出
    ● etc…
    

    View Slide

40. 40
    ©2023 Loglass Inc.
    型引数が省略できないとき
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● Resultの型引数はTとEを取る
    ● OkはTだけでいいし、ErrorはEだけでいい
    ● しかし型引数は省略できないので Nothingを使う
    

    View Slide

41. 41
    ©2023 Loglass Inc.
    kotlin-resultの紹介
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    ● サンプルコードをいくつかご紹介しました
    ● kotlin-resultというライブラリを利用すると、
    これまでのことが一瞬でできるようになります
    ○ https://github.com/michaelbull/kotlin-result
    implementation("com.michael-bull.kotlin-result:kotlin-result:1.1.16" )
    

    View Slide

42. 42
    ©2023 Loglass Inc.
    kotlin-resultの紹介
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    kotlin-resultのGitHubページより引用
    

    View Slide

43. 43
    ©2023 Loglass Inc.
    kotlin-resultの紹介
    よりメンテナブルなエラーハンドリングに
    

    View Slide

44. 44
    ©2023 Loglass Inc.
    まとめ
    

    View Slide

45. 45
    ©2023 Loglass Inc.
    今回のサマリ
    まとめ
    1. Kotlinに検査例外は無い
    2. エラーハンドリングをする際は直和型 + パターンマッチで
    Result型を設計すべし
    3. kotlin-resultを導入すると、Result型をすぐに使い始められる
    

    View Slide

46. 46
    46
    ©2023 Loglass Inc.
    参考文献
    まとめ
    ● 代数的データ型
    ○ https://ja.wikipedia.org/wiki/代数的データ型
    ● kotlin-result
    ○ https://github.com/michaelbull/kotlin-result
    ● KotlinでResult型使うならkotlin-resultを使おう
    ○ https://note.com/yasukotelin/n/n6d9e352c344c
    ● Rust By Example
    ○ https://doc.rust-jp.rs/rust-by-example-ja/error/opti
    on_unwrap/and_then.html
    ● Scala の Option, Either とエラー処理
    ○ https://engineering.mobalab.net/2020/09/24/scala
    -error-handling-option-either
    

    View Slide

47. View Slide