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resultとかlet*とか。。最終的にlwt+result+logからそれのeio版まで。

対話履歴

ユーザー: ocamlでgoのerror hell的な状態を緩和する記法にはどのようなものがありますか?(goとrustの記述の仕方の対応と同様のもののrustではなくocamlの例が欲しいですね)

紹介したもの以外に代替があれば補足情報として末尾に簡単に紹介してください。


AIの思考プロセス

Exploring Error Handling Options

I'm focusing on crafting an explanation of how OCaml addresses the "Go-like error hell" issue. My thought process is centered around comparing Go's and Rust's approaches to OCaml's. I'm prioritizing the user's specific request for an alternative to if err != nil and ?.

Analyzing OCaml's Error Systems

I'm now diving deeper into how OCaml achieves the conciseness the user desires. I'm focusing on contrasting exceptions with the Result type, emphasizing the strengths and weaknesses of each in managing error propagation like Rust's ?. I plan to highlight OCaml's pattern matching as a powerful tool for handling both success and failure cases effectively.

Contrasting Monadic Techniques

I'm now focusing on a practical demonstration of OCaml's monadic bind operation. I'm constructing a code example to replace the verbose match chains, highlighting how bind achieves conciseness and clear error propagation. I aim to contrast the elegance of the monadic approach with the direct, if more verbose, match method to emphasize the improvement.

Refining let* Explanation

I'm now focusing on clarifying the "magic" behind the let* syntax. I want to ensure the user fully understands how it acts as the closest equivalent to Rust's ? operator. I'm crafting a concise comparison of the let* approach with the traditional match and bind solutions, emphasizing its readability.

Clarifying the Core Principles

I've clarified the fundamental concepts behind the result type and monadic operations. I'm focusing on contrasting the let* syntax with the equivalent bind operations to highlight the benefits of the let* approach. I am creating a demonstration code example to show how let* can be used to achieve clarity and conciseness when working with results and handling error cases.

Expanding on Monadic Usage

I'm now expanding on the monadic aspect, specifically the bind function. I'm carefully constructing a more complex example that showcases how multiple operations, each potentially failing, can be chained together concisely. I plan to highlight the short-circuiting behavior of bind as soon as an Error is encountered. This will reinforce the user's comprehension of how it avoids the "Go-like error hell."

Reflecting on Alternative Implementations

I'm now thinking about how to effectively contrast and explain the use of exceptions, options, and custom error types as alternatives to Result in OCaml. I plan to highlight scenarios where each approach is most suitable, using concise examples to demonstrate the strengths and weaknesses of each implementation in relation to managing error propagation.

AI: Goの`if err != nil`のようなエラーハンドリングの冗長性は、OCamlでは主に `result` 型とモナディックな演算子(特に `let*` 構文)を使ってエレガントに解決できます。これはRustの `?` 演算子と `Result` 型の考え方に非常に近いです。

OCamlの result 型は、標準ライブラリ(Stdlibモジュール内、またはより包括的な Result モジュールとして提供されることもあります)に以下のように定義されています。

type ('a, 'e) result = Ok of 'a | Error of 'e

ここで 'a は成功時の値の型、'e はエラー時の値の型です。

Goのスタイル(比較のため)

func doSomething() (int, error) {
    val1, err := step1()
    if err != nil {
        return 0, err // エラーを伝播
    }

    val2, err := step2(val1)
    if err != nil {
        return 0, err // エラーを伝播
    }

    return process(val1, val2), nil
}

OCamlでの対応 (Rustの ? に似たスタイル)

OCaml 4.08 以降で導入された let* (let-star) 構文(および and*)は、モナディックな処理を非常に簡潔に書けるようにするものです。result 型に対してこれを使うと、Rustの ? 演算子とほぼ同様の振る舞いを実現できます。

まず、result 型のための bind 演算子を定義(またはライブラリからインポート)する必要があります。

module MyResult = struct
  include Result (* 標準のResultモジュールをインポート *)

  (* bind演算子 (>>=) *)
  let ( >>= ) (res : ('a, 'e) result) (f : 'a -> ('b, 'e) result) : ('b, 'e) result =
    match res with
    | Ok v -> f v
    | Error e -> Error e

  (* let* のための bind (OCaml 4.08+) *)
  let ( let* ) = ( >>= )

  (* map演算子 (>>|) - 必要に応じて *)
  let ( >>| ) (res : ('a, 'e) result) (f : 'a -> 'b) : ('b, 'e) result =
    match res with
    | Ok v -> Ok (f v)
    | Error e -> Error e

  (* let+ のための map (OCaml 4.08+) *)
  let ( let+ ) = ( >>| )
end

多くの標準ライブラリの拡張(例: Base from Jane Street)や、result を扱うための専用ライブラリでは、これらの演算子は既に定義されています。標準の Result モジュール自体には let* を直接有効にする構文はありませんが、上記のようにローカルに定義するか、Stdlib.Result を使って自分で bind を定義し、それに対して let* をエイリアスすることができます。

あるいは、OCaml 4.08以降であれば、以下のようにローカルスコープで定義することも一般的です。

let (let*) = Result.bind

または、open Result.Syntax (もし Syntax サブモジュールがあれば) を使うこともあります。 ここでは、シンプルにするために、Resultモジュールの関数を直接使ってlet*を定義する形で進めます。

OCamlのサンプルコード

(* エラーの種類を定義 *)
type an_error =
  | DivisionByZero
  | InvalidInput of string
  | Step1Failed of string
  | Step2Failed of string

(* result型を返す可能性のある関数 *)
let step1 (input : int) : (int, an_error) result =
  if input < 0 then
    Error (InvalidInput "Input must be non-negative")
  else
    Ok (input * 2)

let step2 (value : int) : (float, an_error) result =
  if value = 0 then
    Error DivisionByZero
  else
    Ok (float_of_int value /. 2.0)

let process (val1 : int) (val2 : float) : (string, 'e) result =
  Ok (Printf.sprintf "Processed: val1=%d, val2=%f" val1 val2)

(* let* を使うための準備 *)
(* OCaml 4.08+ では、Result.bind を let* に束縛する *)
let (let*) = Result.bind

(* GoのdoSomethingに対応する関数 *)
let do_something (initial_input : int) : (string, an_error) result =
  let* val1 = step1 initial_input in  (* step1がErrorを返したら、ここから即座にErrorを返す *)
  let* val2 = step2 val1 in          (* step2がErrorを返したら、ここから即座にErrorを返す *)
  process val1 val2                  (* processは常にOkを返す想定だが、ここも失敗するなら let* を使う *)

(* 使用例 *)
let () =
  match do_something 10 with
  | Ok result_string -> Printf.printf "Success: %s\n" result_string
  | Error e ->
      let error_message =
        match e with
        | DivisionByZero -> "Error: Division by zero"
        | InvalidInput msg -> Printf.sprintf "Error: Invalid input: %s" msg
        | Step1Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 1 failed: %s" msg
        | Step2Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 2 failed: %s" msg
      in
      Printf.printf "%s\n" error_message

let () =
  match do_something (-5) with
  | Ok result_string -> Printf.printf "Success: %s\n" result_string
  | Error e ->
      let error_message =
        match e with
        | DivisionByZero -> "Error: Division by zero"
        | InvalidInput msg -> Printf.sprintf "Error: Invalid input: %s" msg
        | Step1Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 1 failed: %s" msg
        | Step2Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 2 failed: %s" msg
      in
      Printf.printf "%s\n" error_message

let () =
  match do_something 0 with (* step1はOk(0)を返し、step2でDivisionByZeroになる *)
  | Ok result_string -> Printf.printf "Success: %s\n" result_string
  | Error e ->
      let error_message =
        match e with
        | DivisionByZero -> "Error: Division by zero"
        | InvalidInput msg -> Printf.sprintf "Error: Invalid input: %s" msg
        | Step1Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 1 failed: %s" msg
        | Step2Failed msg -> Printf.sprintf "Error: Step 2 failed: %s" msg
      in
      Printf.printf "%s\n" error_message

コンパイルと実行 (OCaml 4.08以降): ocamlfind ocamlc -package result -linkpkg your_file.ml -o your_program (もし result ライブラリを使う場合) または、標準の Result を使っていれば ocamlc your_file.ml -o your_program ./your_program

出力:

Success: Processed: val1=20, val2=10.000000
Error: Invalid input: Input must be non-negative
Error: Division by zero

解説

  1. ('a, 'e) result: 関数の返り値として Ok value または Error reason を明示します。これにより、エラーが発生しうる箇所が型シグネチャから明らかになります。
  2. let (let*) = Result.bind:
    • Result.bind('a, 'e) result -> ('a -> ('b, 'e) result) -> ('b, 'e) result という型を持ちます。
    • 最初の引数が Ok x なら、関数 fx に適用します (f x)。
    • 最初の引数が Error e なら、そのまま Error e を返します(ショートサーキット)。
    • let* x = m in body は、Result.bind m (fun x -> body) の糖衣構文です。
    • もし mError e に評価された場合、fun x -> body の部分は実行されず、全体の式が Error e となります。これがGoの if err != nil { return err } やRustの ? の動作に相当します。
  3. 可読性: let* を使うことで、成功時の処理の流れ(ハッピーパス)が直線的に記述でき、エラー処理のロジックは演算子の背後に隠蔽されます。

この result 型と let* 構文の組み合わせは、OCamlでGoの error hell を回避し、Rustの Result? 演算子のような堅牢で読みやすいエラーハンドリングを実現するための主要な方法です。


代替手法(補足)

  1. 例外 (Exceptions):

    • OCamlには伝統的な例外処理機構 (raise, try ... with ...) があります。
    • これは予期しないエラーや、プログラムの広範囲に影響する可能性のあるエラー(例: ファイルが見つからない、ネットワーク接続断)に適しています。
    • しかし、関数のシグネチャからは例外を投げる可能性が読み取れないため、ビジネスロジックにおける「期待されるエラー」(バリデーションエラーなど)には result 型の方が型安全で明示的です。
    • Goの panic/recover に近いですが、OCamlの例外はより一般的に使われます。
    exception MyCustomError of string
    
    let might_throw (x : int) : int =
      if x = 0 then raise (MyCustomError "Input cannot be zero")
      else x * 2
    
    let () =
      try
        let y = might_throw 0 in
        Printf.printf "Result: %d\n" y
      with
      | MyCustomError msg -> Printf.printf "Caught error: %s\n" msg
      | _ -> Printf.printf "Caught an unknown error\n"
  2. Option型 ('a option):

    • Some value または None を返す型です。
    • エラーに関する詳細情報が不要で、単に「成功か失敗か」だけが問題となる場合に使われます。
    • result 型の Error の部分が固定(情報なし)になったバージョンと見なせます。
    • option 型に対しても Option.bindlet* を定義して同様のモナディックな処理フローを構築できます。
    let (let_opt*) = Option.bind (* Option.bind : 'a option -> ('a -> 'b option) -> 'b option *)
    
    let safe_divide (x: int) (y: int) : int option =
      if y = 0 then None else Some (x / y)
    
    let calculate_opt (a:int) (b:int) (c:int) : int option =
      let_opt* res1 = safe_divide a b in
      let_opt* res2 = safe_divide res1 c in
      Some (res2 + 10)
    
    let () =
      match calculate_opt 10 2 1 with (* Some ( (10/2)/1 + 10) = Some 15 *)
      | Some v -> Printf.printf "Option calc: %d\n" v
      | None -> Printf.printf "Option calc: Failed\n"
    
    let () =
      match calculate_opt 10 0 1 with (* None, due to division by zero *)
      | Some v -> Printf.printf "Option calc: %d\n" v
      | None -> Printf.printf "Option calc: Failed\n"

多くの場合、特にライブラリ関数を設計する際には、エラー情報を伝えられる result 型が option 型よりも好まれます。アプリケーションの内部ロジックで、エラー詳細が不要な場合に option が使われることがあります。 let* はこれらのいずれの「失敗する可能性のある計算」の連鎖にも適用できる強力な汎用構文です。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: result型のライブラリをbaseの他に教えてください。


AIの思考プロセス

Considering Alternative Libraries

I'm currently exploring alternative libraries for handling result types in OCaml, beyond Jane Street's Base. While Base is robust, its extensive dependencies sometimes pose a challenge. I'm focusing on identifying lighter-weight options or libraries with unique approaches to the result pattern. I aim to compile a list of viable alternatives for users who need functionality similar to Base's, but with fewer external dependencies.

Analyzing Potential Alternatives

I've been looking at the implications of the user's need for alternative libraries to Base. My analysis suggests that providing a list of lighter-weight options for result type handling is a solid path forward. Specifically, the standard Result module and the result package look like prime candidates, along with the Containers library. The primary focus now is differentiating them for specific use cases.

Refining the List of Options

I've refined my initial list of potential libraries, considering the user's need for alternatives to Base's result handling. I've decided to prioritize a direct comparison of the standard Result module, the result package, and Containers. While Lwt and Async are relevant for async use cases, they don't seem to directly address the user's primary concern. Ppx_let will be noted as a useful syntactic sugar. My current focus is on clearly differentiating the core options for a specific use case.

Outlining the Response Structure

I've outlined a structured response to address the user's inquiry, focusing on result type alternatives in OCaml, as requested. The structure includes an introduction highlighting alternatives beyond Jane Street's Base. The main sections will showcase the standard library Result, the result package, and Containers. Ppx_let will also be highlighted as a syntactic enhancer. My next step involves preparing detailed comparisons for the core options.

Defining Response Structure

I've completed the outlining of the response, addressing the user's need for alternative result type libraries. I'll begin by highlighting alternatives to Jane Street's Base. The core sections will be the standard library Result, the result package, and Containers. Ppx_let will also be showcased as a powerful syntax enhancer for all of them. I've considered the different support levels for the let* operator that each library provides. My next step is writing a detailed comparison of the different libraries for specific user needs.

Drafting Initial Comparison

I'm now in the process of drafting the detailed comparison of the result handling libraries. I've begun organizing information on the standard library Result, the result package, and Containers, including their support for let*. I'm also planning to highlight Ppx_let as a syntax enhancer. My current focus is to draft clear, concise comparisons between the result packages and the standard Result module.

AI: Jane Streetの `Base` は確かにOCamlエコシステムで広く使われている包括的な標準ライブラリ代替ですが、`result` 型の扱いに特化した、あるいは `Base` よりも軽量な選択肢もいくつかあります。

以下に代表的なものを紹介します。

  1. 標準ライブラリの Stdlib.Result モジュール

    • 概要: OCaml 4.03 以降、標準ライブラリに Result モジュールが含まれるようになりました。これが最も基本的な選択肢であり、追加の依存関係なしに利用できます。
    • 提供機能:
      • type ('a, 'e) result = Ok of 'a | Error of 'e 型定義
      • ok : 'a -> ('a, 'e) result
      • error : 'e -> ('a, 'e) result
      • bind : ('a, 'e) result -> ('a -> ('b, 'e) result) -> ('b, 'e) result
      • map : ('a -> 'b) -> ('a, 'e) result -> ('b, 'e) result
      • map_error : ('e -> 'f) -> ('a, 'e) result -> ('a, 'f) result
      • fold : ok:('a -> 'c) -> error:('e -> 'c) -> ('a, 'e) result -> 'c
      • iter : ('a -> unit) -> ('a, 'e) result -> unit
      • iter_error : ('e -> unit) -> ('a, 'e) result -> unit
      • is_ok : ('a, 'e) result -> bool
      • is_error : ('a, 'e) result -> bool
      • get_ok : ('a, 'e) result -> 'a (Error の場合は Invalid_argument 例外)
      • get_error : ('a, 'e) result -> 'e (Ok の場合は Invalid_argument 例外)
      • など
    • let* 構文: 標準ライブラリの Result.bind を使って、以下のようにローカルスコープで let* を定義できます。
      let (let*) = Result.bind
      (* あとは let* x = some_result_call in ... のように使える *)
    • 利点: 依存なし、軽量。基本的な操作はこれで十分なことが多いです。
    • インストール: OCaml本体に含まれています。
  2. result パッケージ (opam package)

    • 概要: 歴史的に標準ライブラリに Result が導入される以前から存在していたり、標準ライブラリのものを拡張する目的で提供されているサードパーティライブラリです。opam install result でインストールできます。
    • 提供機能: 標準ライブラリの Result モジュールが提供する機能に加え、さらに便利なユーティリティ関数(例えば、Result.catch のような例外を result に変換する関数や、より高度な組み合わせ関数など)を提供することがあります。let* などのモナディック演算子も最初から定義されていることが多いです。
    • 利点: 標準ライブラリよりも高機能な場合があります。プロジェクトのコーディング規約で特定の result ライブラリを使うことが指定されている場合もあります。
    • 注意: opam には同名または類似名のパッケージが複数存在する可能性もあるため、提供元やドキュメントを確認することが重要です。(多くの場合、rresult という名前のパッケージもよく使われ、こちらはより多くのユーティリティを提供しています。)
  3. Containers (opam package)

    • 概要: BaseCore ほど巨大ではないものの、データ構造やアルゴリズム、ユーティリティ関数を豊富に提供する標準ライブラリの拡張です。opam install containers でインストールできます。
    • 提供機能: Containers ライブラリは CCResult というモジュール名で result 型のサポートを提供しています。
      • 標準的な bind, map に加えて、多くの便利な関数(リスト操作との連携、エラーの集約など)が含まれています。
      • let* などの演算子も CCResult.InfixCCResult.Let_syntax のような形で提供されていることが多いです。
      open Containers
      open CCResult.Infix (* for >>=, >|= etc. *)
      (* または *)
      let (let*) = CCResult.bind
    • 利点: result 以外にも多くの便利な機能が同じライブラリ内で提供されるため、全体的な依存関係を抑えつつ開発効率を上げたい場合に適しています。Base よりも軽量な選択肢として人気があります。
  4. Ppx_let (PPX拡張)

    • 概要: これは result 型を提供するライブラリそのものではなく、let* (モナディックな bind) や let+ (モナディックな map) といった構文をOCamlで使えるようにするPPX(プリプロセッサ拡張)です。
    • 使い方:
      (* duneファイルやMakefileでppx_letを有効にする *)
      (* my_module.ml *)
      let foo () : (int, string) result =
        let open Result_syntax in (* もしResult_syntaxのようなモジュールがあれば *)
        (* または直接 *)
        let (let*) = Result.bind in
        let (let+) = Result.map in (* mapも使いたい場合 *)
      
        let* x = Ok 10 in
        let+ y = Ok (x + 5) in
        y
      ppx_let は、スコープ内に bindmap という名前の適切なシグネチャを持つ関数(または演算子)があれば、それらを使って let*let+ を展開します。これにより、特定のライブラリに縛られずに、result 型、option 型、Lwt.t 型、Async.Deferred.t 型など、様々なモナドに対して統一的な構文で処理を記述できます。
    • 利点: コードの見た目がすっきりし、異なるモナドを扱う際にも一貫した書き方ができます。多くのモダンなOCamlプロジェクトで採用されています。

選び方のヒント

  • 依存を最小限にしたい、基本的な機能で十分: 標準ライブラリの Stdlib.Result を使い、必要に応じて let (let*) = Result.bind を記述する。
  • より多くのユーティリティ関数が欲しい、または特定の機能セットが必要: result パッケージ(または rresult)や ContainersCCResult を検討する。
  • プロジェクト全体で様々なモナド (option, Lwt, Asyncなど) を使っており、統一的な構文で扱いたい: Ppx_let の導入を検討する。これは上記のライブラリと組み合わせて使えます。

Base 以外の選択肢も豊富にありますので、プロジェクトの要件や個人の好みに合わせて選んでみてください。多くの場合、標準ライブラリの ResultPpx_let の組み合わせは非常に強力で、依存も少なく済みます。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: 複数のresult型のライブラリが使われてる箇所で組み合わせるにはどうすればよいのですか?


AIの思考プロセス

Exploring Integration Challenges

I'm currently grappling with how to effectively integrate multiple result type libraries when they coexist. My focus is on leveraging OCaml's module system and type aliases to create a unified and intuitive interface. I'm exploring different approaches to ensure seamless interoperability.

Refining Interoperability Strategies

I'm now refining the strategies for handling result type interoperability. My focus shifts to situations where libraries employ distinct result type definitions. I'm considering implementing explicit conversion functions to bridge the gaps. This allows for seamless use of utility functions from different libraries on results from others. I am also thinking about how to handle cases where the type parameters or error types are different across the result types.

Analyzing Compatibility Strategies

Now, I'm examining scenarios where differing result type definitions exist, potentially leading to incompatibility. My solution focuses on implementing clear conversion functions to bridge any gaps. I'm actively considering module aliases and local opens to clarify which result type and functions are in use. The use of explicit conversions becomes critical when libraries adopt distinct result type structures.

Addressing Result Library Coexistence

I've been thinking about the nuances of managing diverse result type libraries. My approach centers on clarity using module aliases and local opens. Conversion functions remain crucial when libraries diverge in their definitions or error types. I am examining how to integrate Stdlib.Result with Containers.CCResult. I'm exploring how to use let* with a particular library to maintain consistency.

Synthesizing Interoperability Strategies

I am synthesizing the various strategies for managing different result type libraries. I've realized I can lean on the OCaml type system for help. My solutions center on type compatibility, module aliases, and conversion functions. It seems I will focus on standard libraries, Containers.CCResult, and user-defined result type definitions. Using examples helps clarify implementation. I'm prioritizing clarity in both code structure and error handling. I need to handle error mappings across different libraries.

Unifying Result Library Usage

I'm now thinking about how to unify the use of different result type libraries. My goal is to ensure type compatibility and clarity in code. I'll utilize module aliases, local opens, and conversion functions. I will focus on mapping error types and how to handle let* with different libraries. The use of examples will clarify the implementations.

Refining Integration Strategies

I'm currently thinking about how to manage these varying result library situations. I can utilize module aliases, explicit conversions, and local let* scope selection, like StdR.(let* ...) to resolve different result type usage. I'm also considering unifying error types using mapping functions. The integration of Stdlib.Result, Containers.CCResult, and potential user-defined result types is under examination.

Unifying Library Integration

My thought process now centers on resolving the integration of diverse result libraries. I will continue using module aliases and explicit conversion functions to ensure smooth interoperability. The goal is clarity in code and error handling. I'm focusing on unifying the use of Stdlib.Result, Containers.CCResult, and potential user-defined result types through standardized methods.

Analyzing Library Interoperability

I am now thinking about how to effectively manage interoperability among libraries using various result types. My thought process is now on the best approaches for using module aliases and the nuances of explicit conversion functions. I'm exploring common error types to make code clear and robust, and focusing on when and how to convert and adapt errors between libraries.

Unifying Result Library Integration

My thought process is now on unifying the use of diverse result libraries. I'll leverage module aliases and explicit conversion functions to ensure smooth interoperability, focusing on Stdlib.Result, Containers.CCResult, and potential user-defined result types through standardized methods. I'm prioritizing clarity in code and error handling.

Analyzing Library Integration Approaches

I'm synthesizing the core concepts to provide guidance on unifying disparate result libraries. My focus is on clarifying how to manage different result type definitions. I'll cover scenarios with structurally compatible types, those requiring explicit conversions, and error mapping across libraries. Examples using module aliases, local opens, and let* illustrate practical implementation.

AI: OCamlで複数の `result` 型のライブラリ(または同じ `result` 型でも異なるモジュールで提供されるユーティリティ関数群)が混在するプロジェクトで、それらを組み合わせて使うには、いくつかの戦略が考えられます。OCamlの強力な型システムとモジュールシステムがこれを助けてくれます。

主なポイントは以下の通りです。

  1. 型定義の互換性: OCamlの result 型は、標準ライブラリ(Stdlib.Result)で type ('a, 'e) result = Ok of 'a | Error of 'e と定義されています。ほとんどのサードパーティライブラリ(例: Base.Result, Containers.CCResult)も、この基本的な構造を踏襲しています。このため、型そのものは構造的に等価であり、値の互換性があります。 つまり、LibA.Ok v は、型検査器から見れば LibB.Ok v と同じ構造の値として扱えます(ただし、'a'e の型が一致している場合)。

  2. 操作関数(bind, map など)のスコープ: 問題は、これらの result 値を操作する関数(bind, map, return/ok など)が、各ライブラリのモジュールに属していることです。let* 構文も、スコープ内にある特定の bind 関数の実装に依存します。

  3. エラー型の統一: 異なるライブラリやコード部分が異なるエラー型('e の部分)を使用している場合、それらを組み合わせるには、エラー型を共通の型に変換する必要が生じます。

以下に具体的な組み合わせ方を示します。

シナリオ1: 型定義は同じだが、異なるモジュールの関数を使いたい

例えば、標準ライブラリの ResultContainers.CCResult を使う場合を考えます。

(* 標準ライブラリのResult *)
module StdR = Stdlib.Result

(* ContainersのResult *)
module CCR = Containers.CCResult

(* StdRを返す関数 *)
let process_with_std (input : int) : (int, string) StdR.t =
  if input > 0 then StdR.Ok (input * 2)
  else StdR.Error "StdR: Input must be positive"

(* CCRを返す関数 *)
let process_with_cc (input : int) : (float, string) CCR.t =
  if input mod 2 = 0 then CCR.Ok (float_of_int input /. 2.0)
  else CCR.Error "CCR: Input must be even"

(* 組み合わせる方法 *)

(* 1. 一方のライブラリの関数セットに寄せる (明示的な変換) *)
let combine_results_to_std (data1 : int) (data2 : int) : ( (int * float), string) StdR.t =
  let (let*) = StdR.bind in (* StdRのbindを使用 *)
  let (let+) = StdR.map in  (* StdRのmapを使用 *)

  let* val1 = process_with_std data1 in
  let cc_result = process_with_cc data2 in

  (* CCR.t を StdR.t に変換 (型構造は同じなので、値の再構築) *)
  let* val2 =
    match cc_result with
    | CCR.Ok v    -> StdR.Ok v
    | CCR.Error e -> StdR.Error e (* エラー型が同じstringなのでそのまま *)
  in
  StdR.Ok (val1, val2)

(* 2. ローカルオープンやモジュール修飾で関数を使い分ける *)
let combine_results_scoped (data1 : int) (data2 : int) : ( (int * float), string) StdR.t =
  StdR.( (* このブロック内ではデフォルトでStdRの関数 (Ok, Error, bindなど) *)
    let (let*) = bind in (* StdR.bind *)
    let* val1 = process_with_std data1 in
    (* CCRの結果を扱う *)
    match CCR.(process_with_cc data2 >>= fun v -> Ok v) with (* CCRのbindを使い、結果をStdRのコンストラクタで包む *)
    | Ok val2    -> Ok (val1, val2) (* 外側のスコープがStdRなので、これはStdR.Ok *)
    | Error e_cc -> Error e_cc      (* 同様にStdR.Error *)
  )

この例では、('a, string) CCR.t('a, string) StdR.t は型構造が同じなので、match ... with Ok v -> Ok v | Error e -> Error e のような変換は、コンパイラに関数の型シグネチャを合わせるために行います。

シナリオ2: エラー型が異なる場合

異なるライブラリが異なるエラー型を使用している場合、より注意が必要です。共通のエラー型を定義し、map_error などを使って変換します。

module LibA = struct
  type error = Error_A of string
  type ('a, 'e) result = ('a, 'e) Stdlib.Result.t (* 標準Resultを使用 *)
  let bind = Stdlib.Result.bind
  let map_error = Stdlib.Result.map_error
  let ok = Stdlib.Result.ok
  let error e = Stdlib.Result.error e

  let do_a (x:int) : (int, error) result =
    if x > 10 then ok (x -10) else error (Error_A "LibA: too small")
end

module LibB = struct
  type error = Error_B of int
  type ('a, 'e) result = ('a, 'e) Stdlib.Result.t
  let bind = Stdlib.Result.bind
  let map_error = Stdlib.Result.map_error
  let ok = Stdlib.Result.ok
  let error e = Stdlib.Result.error e

  let do_b (y:string) : (string, error) result =
    if String.length y > 3 then ok (String.uppercase_ascii y) else error (Error_B (String.length y))
end

(* 共通のエラー型を定義 *)
type common_error =
  | FromA of LibA.error
  | FromB of LibB.error

(* 標準のResult.bindをlet*に束縛 *)
let (let*) = Stdlib.Result.bind

let combined_workflow (input_a : int) (input_b : string) : ((int * string), common_error) Stdlib.Result.t =
  let* val_a =
    LibA.do_a input_a
    |> LibA.map_error (fun e -> FromA e) (* LibA.errorをcommon_errorに変換 *)
  in
  let* val_b =
    LibB.do_b input_b
    |> LibB.map_error (fun e -> FromB e) (* LibB.errorをcommon_errorに変換 *)
  in
  Stdlib.Result.Ok (val_a, val_b)

(* 使用例 *)
let () =
  let print_common_error = function
    | FromA (LibA.Error_A msg) -> Printf.printf "Error from A: %s\n" msg
    | FromB (LibB.Error_B code) -> Printf.printf "Error from B, code: %d\n" code
  in
  match combined_workflow 5 "hi" with
  | Ok (a, b) -> Printf.printf "Success: a=%d, b=%s\n" a b
  | Error e -> print_common_error e;
  match combined_workflow 20 "hello" with
  | Ok (a, b) -> Printf.printf "Success: a=%d, b=%s\n" a b
  | Error e -> print_common_error e

出力:

Error from A: LibA: too small
Success: a=10, b=HELLO

Ppx_let との組み合わせ

Ppx_let を使用している場合、let* はスコープ内の bind 関数(および map 関数が let+ に対応)を探します。

(* duneファイルで ppx_let を有効化 *)

module R1 = struct
  include Stdlib.Result (* Ok, Error, bind, mapなどを継承 *)
  type ('a, 'e) t = ('a, 'e) result (* t という名前で型をエイリアスすることが多い *)

  (* Ppx_letがこのSyntaxモジュール内のlet*やlet+を探すことを期待する設定の場合 *)
  module Syntax = struct
    let (let*) = Stdlib.Result.bind
    let (let+) = Stdlib.Result.map (* Option: if you use let+ *)
  end
end

module R2 = struct
  (* 例えばContainers.CCResultを使うとする *)
  include Containers.CCResult
  type ('a, 'e) t = ('a, 'e) result

  module Syntax = struct
    let (let*) = Containers.CCResult.bind
    let (let+) = Containers.CCResult.map
  end
end

(* エラー型 *)
type error1 = E1 of string
type error2 = E2 of int
type common_error_ppx = CE_Ppx1 of error1 | CE_Ppx2 of error2

let func1 () : (int, error1) R1.t = R1.Error (E1 "Error from func1")
let func2 () : (string, error2) R2.t = R2.Ok "Data from func2"

let combined_with_ppx_let () : ((int * string), common_error_ppx) result =
  let open R1.Syntax in (* このスコープではR1のlet* (Stdlib.Result.bind) を使う *)
  let* x =
    func1 ()
    |> R1.map_error (fun e1 -> CE_Ppx1 e1) (* R1.t を ('a, common_error_ppx) R1.t に変換 *)
  in
  (* 次にR2のresultを扱う。R2のlet*を使うか、R1のbindに渡せるように変換する *)
  let y_r2_result_mapped_error =
    R2.(func2 () |> map_error (fun e2 -> CE_Ppx2 e2)) (* R2のmap_errorを使い、エラー型を変換 *)
  in
  (* y_r2_result_mapped_error は ('a, common_error_ppx) R2.t 型
     これを ('a, common_error_ppx) R1.t 型に適合させる(値の再構築) *)
  let* y =
    match y_r2_result_mapped_error with
    | R2.Ok v    -> R1.Ok v
    | R2.Error e -> R1.Error e
  in
  R1.Ok (x, y)

この例では、R1.Syntax をオープンしているため、let*R1.bind (つまり Stdlib.Result.bind) を使います。R2 の結果をこの let* で扱うためには、R2.t 型の値を R1.t 型(この場合は実質的に標準の result 型)に変換する必要があります。エラー型も map_error で統一しています。

まとめ

  1. 型構造の互換性を利用: 多くの result ライブラリは標準と同じ型構造を持つため、値の直接的な再構築(match v with Ok x -> LibOther.Ok x | Error e -> LibOther.Error e)で型を合わせられます。
  2. bind 関数のスコープを制御:
    • 特定のライブラリの bindlet (let*) = Lib.bind でローカルに束縛する。
    • Ppx_let を使う場合は、open Lib.Syntaxlet open Lib.Syntax in ... で使用する bind を制御する。
    • モジュール名を明示して Lib.bind result_value (fun x -> ...) と書く。
  3. エラー型を変換: map_error (各ライブラリが提供しているはず) を使って、異なるエラー型を共通の表現に統一します。これは result を扱う上で非常に一般的なプラクティスです。
  4. 変換パイプラインの構築: あるライブラリの result を処理し、その結果を別のライブラリの result を期待する関数に渡す場合、エラー型変換と、必要であれば値の再構築を挟むことになります。

最もクリーンなアプローチは、プロジェクト内で使用する主要な result 型(例えば標準の Stdlib.Result)とエラー型の表現を決め、外部ライブラリや異なるモジュールからの result は、この共通の形式に変換するアダプタレイヤを設けることです。これにより、アプリケーションの中心的なロジックは一貫したエラー処理モデルで記述できます。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: resultとlwtを組み合わせたときなどのlet*はどうなりますか?


AI: resultLwt.t (非同期処理のためのPromiseライクな型) を組み合わせた場合、つまり ('a, 'e) result Lwt.t (Lwtでラップされたresult) や ('a Lwt.t, 'e) result (resultの中にLwtがある) のような型を扱う場合、let* の挙動は非常に興味深く、OCamlのモナド構文の柔軟性が活かされます。

キーとなるのは、let* がどのモナドの bind を参照するか です。通常、let* は1つのモナドの bind に束縛されます。複数のモナドをネストして扱う場合、内側のモナドと外側のモナドの bind を適切に組み合わせる「モナドトランスフォーマー」のような処理が必要になるか、あるいはどちらかのモナドに処理を寄せることが一般的です。

よくあるパターンは ('a, 'e) result Lwt.t で、これは「非同期に実行され、成功すれば 'a 型の値を、失敗すれば 'e 型のエラーを返す可能性がある計算」を表します。

1. ('a, 'e) result Lwt.t (Lwtが外側、Resultが内側)

この型を扱うための let* を定義するには、Lwt.tbindResult.tbind を組み合わせる必要があります。 これを実現するためのライブラリとして、Lwt_result (または Lwt-tzresultppx_lwt_result のような名前で提供されるもの) がよく使われます。これらのライブラリは ('a, 'e) result Lwt.t のための bindmap などのモナディックな操作を提供します。

例えば、Lwt_result ライブラリ(opam install lwt_result)を使うと、以下のように書けます。

(* lwtとlwt_resultをインストールしている前提 *)
(* duneファイル: (libraries lwt lwt.unix lwt_result) *)

module Lwt_R = Lwt_result (* しばしば Lwt_result.Syntax を使うことも *)

type my_error =
  | NetworkError of string
  | ParsingError of string
  | NotFound

(* 非同期でresultを返す関数 *)
let fetch_data_async (url : string) : (string, my_error) result Lwt.t =
  Lwt.catch
    (fun () ->
      (* ダミーの非同期処理 *)
      Lwt_unix.sleep 0.1 >>= fun () ->
      if url = "valid_url" then
        Lwt.return (Ok "{\"data\": 123}")
      else if url = "not_found_url" then
        Lwt.return (Error NotFound)
      else
        Lwt.fail_with "Simulated network failure")
    (fun exn ->
      (* Lwtの例外をresultのエラーに変換 *)
      Lwt.return (Error (NetworkError (Printexc.to_string exn))))

let parse_data_async (raw_data : string) : (int, my_error) result Lwt.t =
  Lwt_unix.sleep 0.05 >>= fun () ->
  try
    (* 簡単なJSON風パースのダミー *)
    if String.contains raw_data '"' && String.contains raw_data ':' then
      let parts = String.split_on_char ':' raw_data in
      let value_str = List.nth parts 1 |> String.trim |> String.sub 0 3 in (* "123" *)
      Lwt.return (Ok (int_of_string value_str))
    else
      Lwt.return (Error (ParsingError "Invalid JSON structure"))
  with
  | _ -> Lwt.return (Error (ParsingError "Failed to parse int"))

(* let* を Lwt_result の bind に設定 *)
let (let*) = Lwt_R.bind

let process_url (url : string) : (int, my_error) result Lwt.t =
  let* raw_json = fetch_data_async url in  (* Errorならここでショートサーキット *)
  let* data_value = parse_data_async raw_json in (* Errorならここでショートサーキット *)
  Lwt.return (Ok (data_value * 2)) (* Lwt_R.return (data_value * 2) とも書ける *)
  (* もしくは Lwt_R.map (fun x -> x * 2) (Lwt.return (Ok data_value)) のようにも *)


let main () =
  let test_url url =
    Lwt.finalize
      (fun () ->
        process_url url >>= function (* Lwt.bind (>>=) を使用 *)
        | Ok value -> Lwt_io.printf "Success for %s: %d\n" url value
        | Error e ->
            let error_msg = match e with
              | NetworkError msg -> "Network Error: " ^ msg
              | ParsingError msg -> "Parsing Error: " ^ msg
              | NotFound -> "Resource Not Found"
            in
            Lwt_io.printf "Failure for %s: %s\n" url error_msg)
      (fun () -> Lwt_io.flush_all ())
  in
  Lwt_main.run (
    test_url "valid_url" >>= fun () ->
    test_url "invalid_url" >>= fun () ->
    test_url "not_found_url" >>= fun () ->
    test_url "{\"nodata\": 0}" (* fetch_data_async は Ok だが parse_data_async でエラー *)
    (* この最後のケースは fetch_data_async の仕様上、NetworkError になる *)
  )

(* 実行: ocamlfind ocamlc -package lwt,lwt.unix,lwt_result -linkpkg your_file.ml -o your_program && ./your_program *)
(* または dune build your_program.exe && dune exec ./your_program.exe *)

この例の let* は、Lwt_result.bind を使っています。Lwt_result.bind のシグネチャは概ね以下のようになります。 ('a, 'e) result Lwt.t -> ('a -> ('b, 'e) result Lwt.t) -> ('b, 'e) result Lwt.t

Lwt_result.bind m f は次のように動作します:

  1. m (型 ('a, 'e) result Lwt.t) を実行します。
  2. mLwt.return (Error e) に解決された場合、全体として Lwt.return (Error e) を返します (ショートサーキット)。
  3. mLwt.return (Ok v) に解決された場合、f v を実行します。f v('b, 'e) result Lwt.t 型の値を返すので、それが全体の最終結果となります。
  4. m が Lwt の例外で失敗した場合、その例外は通常 Lwt_result.bind によってキャッチされ、Lwt.return (Error some_default_error) のような形に変換されるか、あるいはそのまま例外として伝播します(ライブラリの実装によります)。上記の例では fetch_data_async 側で Lwt 例外を resultError に変換しています。

このように、let* は1つのモナド(この場合は Lwt_result モナド)の bind に対応します。Lwt_result モナドは、LwtResult を組み合わせた動作を提供します。

2. 手動で bind をネストする (ライブラリなしの場合)

もし Lwt_result のようなライブラリを使わない場合、Lwt.bind (通常 >>=) と Result.bind を手動で組み合わせる必要があります。

(* 標準ライブラリのみを使用 *)
let (let*?) = Result.bind (* Result用のlet* *)
let (>>=) = Lwt.bind      (* Lwt用のbind演算子 *)
let (let*!) = Lwt.bind    (* Lwt用のlet* (OCaml 4.08+) *)


let process_url_manual (url : string) : (int, my_error) result Lwt.t =
  fetch_data_async url >>= fun result1 -> (* Lwtの処理 *)
  match result1 with
  | Error e -> Lwt.return (Error e) (* ResultがErrorならLwtで包んで返す *)
  | Ok raw_json ->
      parse_data_async raw_json >>= fun result2 -> (* Lwtの処理 *)
      match result2 with
      | Error e -> Lwt.return (Error e)
      | Ok data_value -> Lwt.return (Ok (data_value * 2))


(* 上記をlet*とlet*?で書くと少し改善できるが、まだ冗長 *)
let process_url_manual_let_star (url : string) : (int, my_error) result Lwt.t =
  let*! result1 = fetch_data_async url in (* Lwtのlet* *)
  (* result1 は ('a, 'e) result 型 *)
  let computation : (int, my_error) result Lwt.t =
    let*? raw_json = result1 in (* Resultのlet* *)
    (* このブロック内は Result.Error が発生したらショートサーキットするが、
       Lwt.t で包む必要がある。parse_data_async が Lwt.t を返すので、
       ここから Lwt.bind (>>= または let*!) を使う必要がある *)
    let*! result2 = parse_data_async raw_json in
    let*? data_value = result2 in
    Lwt.return (Ok (data_value * 2))
  in
  computation

手動でネストすると非常に冗長になりがちです。let*! で Lwt の結果を取り出し、その結果(result 型)に対して let*?result の中身を取り出す、という二段階の処理になります。 さらに、let*? のブロック全体が result 型を返すため、それを最終的に Lwt.returnLwt.t に包む必要があります。 これが Lwt_resultのようなライブラリが提供する単一の let* が非常に強力である理由です。

3. ('a Lwt.t, 'e) result (Resultが外側、Lwtが内側)

この型は「計算は同期的に成功または失敗するが、成功した場合の値が非同期に得られる」という状況を表します。これはあまり一般的ではありませんが、考えられます。

例えば、リソースの割り当てが同期的に成功/失敗し、成功した場合にそのリソースを使った非同期操作が始まる、など。

type resource_error = AllocationFailed

let allocate_resource_sync (id: int) : (string Lwt.t, resource_error) result =
  if id > 0 then
    Ok (Lwt_unix.sleep 0.2 >>= fun () -> Lwt.return (Printf.sprintf "Resource %d ready" id))
  else
    Error AllocationFailed

let use_resource (name_promise: string Lwt.t) : string Lwt.t =
  name_promise >>= fun name ->
  Lwt_io.printf "Using %s\n" name >>= fun () ->
  Lwt.return (String.uppercase_ascii name)

let (let*) = Result.bind (* Resultのbind *)
let (>>=) = Lwt.bind (* Lwtのbind *)

let process_resource (id: int) : (string Lwt.t, resource_error) result =
  let* resource_name_promise = allocate_resource_sync id in
  (* resource_name_promise は string Lwt.t 型 *)
  (* ここでResultのmapを使うとよい *)
  Result.Ok (use_resource resource_name_promise)
  (* または Result.map use_resource (allocate_resource_sync id) *)

let main_inner_lwt () =
  match process_resource 1 with
  | Ok final_name_promise ->
      final_name_promise >>= fun final_name ->
      Lwt_io.printf "Final result: %s\n" final_name
  | Error AllocationFailed ->
      Lwt_io.printl "Failed to allocate resource"

(* Lwt_main.run (main_inner_lwt ()) *)

この場合、let*Result.bind に対応します。Result.Ok の中身が Lwt.t なので、それを扱うには別途 Lwt.bind ( >>= ) などが必要になります。

まとめ

  • let* は、スコープ内で定義(またはオープン)されている bind 関数 に対応します。
  • ('a, 'e) result Lwt.t のようなネストしたモナドを扱う場合、そのネスト構造に対応した特別な bind 関数(例: Lwt_result.bind)が必要です。これを使うと、単一の let* で Lwt の非同期性と Result のエラーハンドリングの両方をエレガントに扱えます。
  • そのような専用ライブラリがない場合、各モナドの bind を手動でネストすることになり、コードが冗長になります。
  • Ppx_let は、スコープ内の bind を見つけて let* を展開する汎用的な仕組みですが、Lwt_result のようなモナドトランスフォーマー的な bind が提供されていなければ、やはり手動でのネストか、それぞれの let* (Lwt用、Result用) を使い分けることになります。

したがって、LwtResult を頻繁に組み合わせる場合は、Lwt_result (または類似のライブラリ) を導入し、その bindlet* に割り当てるのが最も一般的な解決策です。これにより、Goの error hell や Rust の async fn foo() -> Result<T, E>? 演算子を使った非同期エラーハンドリングに近い、クリーンなコードスタイルを実現できます。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: ocamlでcontext logger, structured loggerを保持するときにはどうするのが一般的ですか?


AI: OCamlでコンテキストロガーや構造化ロガーを扱う方法はいくつかあり、プロジェクトの規模や要件、使用するライブラリによってアプローチが異なります。主な考え方と一般的な手法は以下の通りです。

1. グローバルなロガーインスタンス (シンプルだが柔軟性に欠ける)

最も単純な方法は、アプリケーション全体で共有されるグローバルなロガーインスタンスを使用することです。

(* logger.ml *)
module Logger = struct
  type log_level = Debug | Info | Warning | Error
  type entry = {
    timestamp: float;
    level: log_level;
    message: string;
    mutable context: (string * string) list; (* コンテキスト情報 *)
  }

  let global_context = ref [] (* グローバルなコンテキスト *)

  let add_global_context key value =
    global_context := (key, value) :: !global_context

  let log_entry entry =
    let level_str = match entry.level with
      | Debug -> "DEBUG" | Info -> "INFO" | Warning -> "WARN" | Error -> "ERROR"
    in
    let context_str =
      List.map (fun (k, v) -> Printf.sprintf "%s=\"%s\"" k v) entry.context
      |> String.concat " "
    in
    Printf.printf "[%s] [%f] %s %s\n%!" (* %!でフラッシュ *)
      level_str entry.timestamp entry.message context_str

  let log ?(ctx=[]) level message =
    let current_context = List.rev_append !global_context ctx in
    log_entry { timestamp = Unix.gettimeofday (); level; message; context = current_context }

  let info ?ctx msg = log ?ctx Info msg
  let error ?ctx msg = log ?ctx Error msg
  (* 他のレベルも同様 *)
end

(* main.ml *)
let () =
  Logger.add_global_context "app_version" "1.0.0";
  Logger.info ~ctx:["module", "Main"; "user_id", "123"] "Application started";

  let process_request req_id =
    Logger.info ~ctx:["module", "Processor"; "request_id", req_id] "Processing request";
    (* ...処理... *)
    if Random.bool () then
      Logger.error ~ctx:["module", "Processor"; "request_id", req_id; "reason", "Simulated failure"] "Failed to process"
    else
      Logger.info ~ctx:["module", "Processor"; "request_id", req_id] "Processed successfully"
  in
  process_request "req_abc";
  process_request "req_xyz"
  • 利点: 実装が簡単。どこからでも Logger.info ... のように呼び出せる。
  • 欠点:
    • グローバルな状態はテストや並行処理で問題を引き起こす可能性がある。
    • コンテキストの管理が煩雑になりがち(特にリクエストごとなど、動的に変わるコンテキスト)。
    • 柔軟なロガー設定(出力先、フォーマットの変更など)が難しい。

2. 関数引数によるロガー/コンテキストの引き渡し (Readerモナド的アプローチ)

より関数型プログラミングらしいアプローチは、ロガーインスタンスやコンテキスト情報を関数の引数として明示的に渡すことです。これはReaderモナドの考え方に近いです。

module StructuredLogger = struct
  type log_level = Debug | Info | Warning | Error
  type field = string * string (* string * Yojson.Safe.t なども可 *)
  type context = field list

  type t = {
    base_context: context;
    log_func: level:log_level -> message:string -> context:context -> unit;
  }

  let create ?(base_context=[]) log_func = { base_context; log_func }

  let log logger level message ?(extra_ctx=[]) () = (* unit引数を追加して遅延評価 *)
    let full_context = List.rev_append logger.base_context extra_ctx in
    logger.log_func ~level ~message ~context:full_context

  let with_context logger new_ctx_fields =
    { logger with base_context = List.rev_append logger.base_context new_ctx_fields }

  (* 便利関数 *)
  let info logger msg ?extra_ctx () = log logger Info msg ?extra_ctx ()
  let error logger msg ?extra_ctx () = log logger Error msg ?extra_ctx ()

  (* 標準的な出力関数 *)
  let default_log_func ~level ~message ~context =
    let level_str = match level with
      | Debug -> "DEBUG" | Info -> "INFO" | Warning -> "WARN" | Error -> "ERROR"
    in
    let ts = Unix.gettimeofday () in
    let fields_str =
      List.map (fun (k, v) -> Printf.sprintf "%s=\"%s\"" k v) context
      |> String.concat " "
    in
    Printf.printf "[%s] [%f] %s %s\n%!" level_str ts message fields_str
end

(* main_explicit.ml *)
let my_app_logger = StructuredLogger.create StructuredLogger.default_log_func

let handle_request base_logger request_id data =
  let request_logger =
    StructuredLogger.with_context base_logger ["request_id", request_id; "data_size", string_of_int (String.length data)]
  in
  StructuredLogger.info request_logger "Request received" ();

  if String.contains data 'X' then
    StructuredLogger.error request_logger "Invalid data received" ~extra_ctx:["char_found", "X"] ()
  else
    StructuredLogger.info request_logger "Request processed successfully" ();
  () (* handle_request は unit を返す *)


let () =
  let app_logger_with_version = StructuredLogger.with_context my_app_logger ["app_version", "1.1.0"] in
  StructuredLogger.info app_logger_with_version "Application starting" ();
  handle_request app_logger_with_version "req_001" "some valid data";
  handle_request app_logger_with_version "req_002" "data with X char"
  • 利点:
    • 状態がグローバルでなく、テストが容易。
    • コンテキストが明確に管理される。
    • 異なるリクエストやモジュールで異なるロガー設定(出力先など)を使いやすい。
  • 欠点:
    • すべての関連する関数にロガーを渡す必要があり、コードが冗長になることがある("引数スレッディング")。

3. モナド/エフェクトシステムを利用 (Lwt_log, Eio, Algebraic Effectsなど)

非同期処理 (Lwt, Async) やエフェクトシステム (Eio, OCaml 5のAlgebraic Effects) を使用している場合、これらの仕組みを利用してコンテキスト情報を暗黙的に伝播させることができます。

3.1. Lwt と Lwt_log

Lwt には Lwt_log というロギングライブラリがあり、セクションベースのロギングやテンプレートによる構造化ロギングをサポートしています。

(* duneファイル: (libraries lwt lwt.unix lwt_log) *)
open Lwt.Syntax (* for let* *)

let () =
  (* デフォルトのロガーを設定 (コンソール出力) *)
  Lwt_log.default := Lwt_log.channel ~close_mode:`Keep ~channel:Lwt_io.stdout ();
  Lwt_log.add_rule "*" Lwt_log.Info (* 全てのセクションでInfoレベル以上をログ *)

(* セクションを作成 *)
let main_section = Lwt_log.Section.make "main_app"
let processing_section = Lwt_log.Section.make "request_processor"

let process_request_lwt request_id data =
  (* タグを使って構造化情報を追加 *)
  let tags = Lwt_log.Tag.of_list [
    ("request_id", `String request_id);
    ("data_length", `Int (String.length data))
  ] in
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:processing_section ~tags "Processing request" in
  Lwt_unix.sleep 0.1 >>= fun () ->
  if String.length data > 10 then
    let* () = Lwt_log.error_f ~section:processing_section ~tags "Data too long: %s" data in
    Lwt.return_error "Data too long"
  else
    let* () = Lwt_log.info_f ~section:processing_section ~tags "Request processed successfully" in
    Lwt.return_ok ("Processed: " ^ data)

let main_lwt () =
  let* () = Lwt_log.info ~section:main_section "Application LWT starting" in
  let* _ = process_request_lwt "req_abc_lwt" "short" in
  let* _ = process_request_lwt "req_xyz_lwt" "this is a very long data string" in
  Lwt_log.info ~section:main_section "Application LWT finished"

(* Lwt_main.run (main_lwt ()) *)

Lwt_log は、Lwt_log.Section を使ってログのスコープを区切り、Lwt_log.Tag で構造化データを付与できます。Lwtのコンテキスト(Lwt.key)を使って暗黙的にセクションやタグ情報を伝播させることも可能です。

3.2. Eio と Eio.traceln (または専用ロギングライブラリ)

Eio は構造化並行処理のためのライブラリで、Eio.traceln という非常にシンプルなトレース関数を提供します。より高度なロギングは、EioのFiberローカルストレージ (Eio.Fiber. νέος_key) を利用してコンテキストを保持し、専用のロギングライブラリと組み合わせることで実現できます。

(* Eioの例 (概念的) *)
(* module Log = struct ... end (* 構造化ロギングライブラリ *) *)

(* let logger_key = Eio.Fiber. νέος_key () *)

(* let with_request_context request_id fn =
  let parent_logger = Eio.Fiber.get logger_key |> Option.value ~default:default_logger in
  let request_logger = Log.with_context parent_logger ["request_id", request_id] in
  Eio.Fiber.with_binding logger_key request_logger fn *)

(* let some_eio_op () =
  let logger = Eio.Fiber.get logger_key |> Option.value ~default:default_logger in
  Log.info logger "Doing something in Eio fiber";
  ... *)

Eio自体はフル機能のロギングライブラリを提供しませんが、その基盤を使って構築できます。

3.3. OCaml 5 Algebraic Effects

OCaml 5のAlgebraic Effectsを使えば、コンテキスト情報を非常にエレガントに扱うことができます。エフェクトハンドラ内でコンテキストを保持し、エフェクトを通じてログ操作を行います。

(* OCaml 5 Algebraic Effects の概念的な例 *)
type _ Effect.t += Log : (string * string) list * string -> unit Effect.t

let log ctx msg = Effect.perform (Log (ctx, msg))

let run_with_logging f =
  Effect.Deep.try_with f ()
  { effc = (fun (type a) (eff : a Effect.t) ->
      match eff with
      | Log (ctx, msg) ->
          Some (Effect.Deep.continue k (fun () ->
            let context_str = List.map (fun (k,v) -> Printf.sprintf "%s=%s" k v) ctx |> String.concat " " in
            Printf.printf "[LOG] %s %s\n" context_str msg
          ))
      | _ -> None
    );
  }

let with_context_eff new_fields (f : unit -> 'a) : 'a =
  Effect.Deep.match_with f ()
  { retc = (fun x -> x);
    exnc = (fun e -> raise e);
    effc = (fun (type b) (eff : b Effect.t) ->
      match eff with
      | Log (current_ctx, msg) ->
          Some (Effect.Deep.continue k (fun () -> log (List.append new_fields current_ctx) msg))
      | _ -> None (* 他のエフェクトは再スローまたは適切に処理 *)
    )
  }

let main_effects () =
  log ["service", "main"] "Starting application";
  with_context_eff ["request_id", "123"] (fun () ->
    log [] "Processing request 123";
    with_context_eff ["user_id", "alice"] (fun () ->
      log [] "User specific action for Alice";
    );
    log [] "Finished request 123";
  );
  log ["service", "main"] "Application finished"

(* run_with_logging main_effects *)

これは非常に強力で、コンテキストのスコープが明確になり、引数スレッディングが不要になります。

4. 専用ロギングライブラリの利用

OCamlにはいくつかの専用ロギングライブラリがあり、これらは構造化ロギングやコンテキスト管理の機能を提供しています。

  • Logs: Jane Street が開発し、広く使われているライブラリ。Logs.src を使ってソース(モジュールなど)を指定し、レポーター (Logs.reporter) で出力形式やフィルタリングを制御します。MVar (Logs. Kontext) を使ってコンテキスト情報を付加できます。
    (* dune: (libraries logs) *)
    let () = Fmt_tty.setup_std_outputs (); Logs.set_reporter (Logs_fmt.reporter ())
    let () = Logs.set_level (Some Logs.Info)
    
    let src = Logs.Src.create "my_app.processor"
    module Log = (val Logs.src_log src : Logs.LOG)
    
    let process_request_logs request_id =
      Logs. Kontext.with_ MVar. (Logs.Tag.str "request_id" request_id) (fun () ->
        Log.info (fun m -> m "Processing request %s" request_id);
        if Random.bool () then
          Log.err (fun m -> m "Failed to process request (simulated)")
        else
          Log.info (fun m -> m "Successfully processed request");
      )
    
    let () =
      Logs. Kontext.with_ MVar. (Logs.Tag.str "app_version" "1.2.0") (fun () ->
        Log.app (fun m -> m "Application starting (Logs lib)");
        process_request_logs "req_logs_001";
        process_request_logs "req_logs_002";
      )
  • Capnp_rpc.Log: capnp-rpc-ocaml ライブラリの一部ですが、汎用的な構造化ロギング機能も提供しています。タグベースのロギングです。
  • その他: Opium (Webフレームワーク) などは独自のロギングミドルウェアを提供することがあります。

一般的な選択肢

  • 小規模なスクリプトやシンプルなアプリケーション: 引数による引き渡しや、非常にシンプルなグローバルロガーで十分な場合があります。
  • 中規模以上のアプリケーション、特にライブラリ開発: Logs ライブラリが人気です。コンテキスト管理のために Logs.Kontext とタグを組み合わせます。
  • Lwt/Asyncベースのアプリケーション: それぞれ Lwt_log や Async の Log モジュールが自然な選択肢です。これらもコンテキスト情報を扱う仕組みを提供しています。
  • Eioベースのアプリケーション: EioのFiberローカルストレージと、Logs などのライブラリを組み合わせるか、Eioネイティブなロギングソリューションが登場するのを待つ(または自作する)ことになるでしょう。
  • OCaml 5 + Algebraic Effects: 新しいプロジェクトでOCaml 5を使う場合、エフェクトベースのコンテキスト管理とロギングは非常に有望なアプローチです。

構造化ロギングのためには、ログメッセージ自体にキーバリューペアを含めるか、ライブラリが提供するタグやメタデータ機能を利用します。JSON形式での出力は、多くの構造化ログ収集システム(Elasticsearch, Splunkなど)との連携に適しています。Yojson などのライブラリを使ってログエントリーをJSONオブジェクトとして構築し、出力することが一般的です。

最終的にどの方法を選ぶかは、プロジェクトの要件、既存の技術スタック、そして開発チームの好みによります。多くの場合、テスト容易性やコンテキストの明確な管理を重視するなら、引数渡しやエフェクト/モナドベースのアプローチが好まれます。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: lwt_logとlwt_resultを組み合わせるにはどうすればよいのですか?


AI: Lwt_logLwt_result を組み合わせるのは、非同期処理でエラーハンドリングとロギングを両立させる上で非常に一般的なパターンです。これらのライブラリは互いに干渉することなく、うまく連携させることができます。

基本的なアイデアは以下の通りです。

  1. Lwt_result で処理の成功/失敗を管理: ('a, 'e) result Lwt.t 型を使い、let* (from Lwt_result.bind) で処理を連鎖させます。エラーが発生した場合は、Lwt_resultlet* がショートサーキットし、エラーを伝播します。
  2. Lwt_log で各ステップの情報を記録: Lwt_log の関数 (info_f, err_f など) を使って、処理の開始、成功、失敗、デバッグ情報などをログに出力します。これらのログ関数自体も Lwt.t を返すため、Lwt.Syntax.let*>>= で適切に処理フローに組み込む必要があります。

以下に具体的な例を示します。

open Lwt.Syntax (* Lwtの let* と >>= のため *)
open Lwt_result.Syntax (* Lwt_resultの let* のため。let* が衝突するので注意が必要 *)

(* Lwt_logの設定 *)
let () =
  Lwt_log.default := Lwt_log.channel ~close_mode:`Keep ~channel:Lwt_io.stdout ();
  Lwt_log.add_rule "*" Lwt_log.Info

let main_log_section = Lwt_log.Section.make "my_app"
let db_log_section = Lwt_log.Section.make "database"
let processing_log_section = Lwt_log.Section.make "processing"

(* エラー型 *)
type app_error =
  | DbError of string
  | ProcessingError of string
  | NotFound of string

(* Lwt_resultのlet*を明示的に定義 (Lwt.Syntaxのlet*と区別するため) *)
let (let*?) = Lwt_result.bind (* Lwt_result用のlet*に別名を付ける *)
(* もし Lwt_result.Syntax.Let_syntax を open するなら、
   let (let*) = Lwt_result.bind と let (let+) = Lwt_result.map が定義されるが、
   Lwt.Syntax.Let_syntax と衝突するため、どちらかの let* を使うか、
   明示的にモジュール修飾 (Lwt_result.bind ...) するか、
   このように別名を付けるのが一つの手。
   あるいは、スコープを限定して open Lwt_result.Syntax in (...) のように使う。
*)


(* ダミーのDBアクセス関数 (Lwt_resultを返す) *)
let query_db (id: int) : (string, app_error) Lwt_result.t =
  let tags = Lwt_log.Tag.of_list [("query_id", `Int id)] in
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:db_log_section ~tags "Querying database for id: %d" id in
  Lwt_unix.sleep 0.1 >>= fun () ->
  if id = 1 then
    let* () = Lwt_log.info_f ~section:db_log_section ~tags "Data found for id: %d" id in
    Lwt_result.return (Printf.sprintf "Data for %d" id)
  else if id = 0 then
    let msg = "Invalid ID 0" in
    let* () = Lwt_log.error_f ~section:db_log_section ~tags "DB error: %s" msg in
    Lwt_result.fail (DbError msg)
  else
    let msg = Printf.sprintf "ID %d not found" id in
    let* () = Lwt_log.warn_f ~section:db_log_section ~tags "DB warning: %s" msg in
    Lwt_result.fail (NotFound msg)

(* ダミーのデータ処理関数 (Lwt_resultを返す) *)
let process_data (data: string) : (string, app_error) Lwt_result.t =
  let tags = Lwt_log.Tag.of_list [("data_length", `Int (String.length data))] in
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:processing_log_section ~tags "Processing data: %s" data in
  Lwt_unix.sleep 0.05 >>= fun () ->
  if String.contains data 'X' then
    let msg = "Data contains invalid character 'X'" in
    let* () = Lwt_log.error_f ~section:processing_log_section ~tags "Processing error: %s" msg in
    Lwt_result.fail (ProcessingError msg)
  else
    let processed_data = String.uppercase_ascii data in
    let* () = Lwt_log.info_f ~section:processing_log_section ~tags "Data processed successfully: %s" processed_data in
    Lwt_result.return processed_data

(* メインの処理フロー *)
let handle_request (request_id: string) (item_id: int) : (string, app_error) Lwt_result.t =
  let request_tags = Lwt_log.Tag.of_list [("request_id", `String request_id)] in
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:main_log_section ~tags:request_tags "Handling request for item_id: %d" item_id in

  (* Lwt_resultのlet*? を使って処理を連鎖 *)
  let*? db_data = query_db item_id in
  (* ここに来るのは query_db が成功した場合のみ *)
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:main_log_section ~tags:request_tags "Database query successful, got: %s" db_data in

  let*? processed_result = process_data db_data in
  (* ここに来るのは process_data も成功した場合のみ *)
  let* () = Lwt_log.info_f ~section:main_log_section ~tags:request_tags "Data processing successful, final result: %s" processed_result in

  Lwt_result.return (Printf.sprintf "Request %s processed: %s" request_id processed_result)


let () =
  let run_test request_id item_id =
    let* () = Lwt_io.printf "--- Test: request_id=%s, item_id=%d ---\n" request_id item_id in
    handle_request request_id item_id >>= function (* ここはLwtの >>= または let* *)
    | Ok result ->
        Lwt_log.info_f ~section:main_log_section "Overall success: %s" result >>= fun () ->
        Lwt_io.printf "Final Result: %s\n\n" result
    | Error e ->
        let error_message = match e with
          | DbError msg -> "Database Error: " ^ msg
          | ProcessingError msg -> "Processing Error: " ^ msg
          | NotFound msg -> "Not Found Error: " ^ msg
        in
        Lwt_log.error_f ~section:main_log_section "Overall failure: %s" error_message >>= fun () ->
        Lwt_io.printf "Final Error: %s\n\n" error_message
  in

  Lwt_main.run (
    run_test "req_001" 1 >>= fun () -> (* 成功ケース *)
    run_test "req_002" 0 >>= fun () -> (* DBエラーケース *)
    run_test "req_003" 2 >>= fun () -> (* NotFoundケース *)
    run_test "req_004" 1 >>= fun () -> (* process_dataでエラーになるように変更 (例: "Data for 1X") *)
      (* このケースを試すには、query_dbの成功時の返り値を "Data for X1" などにする必要がある *)
      (* 今回のコードでは、`query_db 1` は "Data for 1" を返すので、`process_data` は成功する。
         もし `process_data` でエラーを起こしたいなら、`query_db` が 'X' を含む文字列を返すようにする。
         例えば、 `Lwt_result.return "Data with X char"` のように。
         ここでは、簡単のため、上記のテストケースをそのまま実行する。 *)
    Lwt_io.flush_all ()
  )

解説とポイント

  1. let* のスコープと使い分け:

    • Lwt.Syntaxopen すると、let*Lwt.bind のエイリアスになります。これは主に Lwt.t 型の値を扱うために使います(例: Lwt_log の関数の呼び出し)。
    • Lwt_result.Syntaxopen すると、let*Lwt_result.bind のエイリアスになります。これは ('a, 'e) result Lwt.t 型の値を扱うために使います。
    • 両方の Syntax モジュールを open すると、let* がどちらを指すか曖昧になるため、コンパイラから警告またはエラーが出ます。
    • 対策:
      • 別名をつける: 例のように let (let*?) = Lwt_result.bind のように片方に別名をつけ、let* (Lwt用) と let*? (Lwt_result用) を使い分けます。これが一番明示的で安全です。
      • ローカルオープン: let open Lwt_result.Syntax in ...Lwt_result.(let* ...) のように、let* を使うスコープを限定します。
      • 明示的なモジュール修飾: Lwt_result.bind ... (fun value -> ...) のように直接書きます。let* 構文の恩恵は薄れますが、確実です。
  2. ロギング関数の組み込み:

    • Lwt_log.info_f, Lwt_log.error_f などは unit Lwt.t を返します。これらの呼び出しは、Lwtの処理シーケンスに正しく組み込む必要があります。そのため、Lwtの let* (または >>=) を使います。
    • 上記の例では、Lwt_result.t を返す関数の内部で、Lwt_log の呼び出しを Lwt.Syntax.let* でつないでいます。
      let* () = Lwt_log.info_f ... in (* これは Lwt.Syntax.let* *)
      Lwt_result.return ...
      この let* () = ... は、ログ出力の Lwt プロセスが完了するのを待ってから次の処理(この場合は Lwt_result.return)に進むことを保証します。
  3. エラー時のロギング:

    • Lwt_result.fail を呼び出す直前に、Lwt_log.error_fLwt_log.warn_f でエラー情報をログに出力するのが良いプラクティスです。これにより、なぜ処理が失敗したのかがログから追跡しやすくなります。
    • handle_request の最終的な結果をパターンマッチして、Ok の場合と Error の場合でそれぞれログを出力するのも一般的です。
  4. タグ (Lwt_log.Tag) の活用:

    • Lwt_log のタグ機能を使うと、ログメッセージに構造化されたコンテキスト情報(リクエストID、ユーザーID、処理対象のIDなど)を付与できます。これにより、ログのフィルタリングや分析が容易になります。
  5. 処理の分離:

    • データベースアクセスやビジネスロジックの関数 (query_db, process_data) は、('a, 'e) result Lwt.t を返すように設計します。これにより、これらの関数は再利用可能でテストしやすくなります。
    • これらの関数内部で、必要なログ出力を Lwt_log を使って行います。

この組み合わせ方により、非同期処理の各ステップで何が起きているかを詳細にログで追いながら、エラーが発生した場合には適切に処理を中断してエラー情報を上位に伝播させる、という堅牢なアプリケーションを構築できます。 let* 構文の使い分け(またはエイリアス)に注意することが、スムーズな実装の鍵となります。

(返答終了理由: STOP)


ユーザー: eioベースでlogとresultを組み合わせるには?


AI: Eioベースのアプリケーションでログと result 型を組み合わせる方法は、Lwtの場合と概念的には似ていますが、Eioの構造化並行性とエフェクト(間接的に利用されることが多い)の特性を活かす形になります。

Eio自体はまだLwt_logのような成熟した高レベルロギングライブラリを標準では提供していません (2023年末時点)。しかし、基本的なビルディングブロックは存在し、サードパーティのライブラリと組み合わせたり、自身で構築したりすることが可能です。

主なアプローチは以下の通りです。

  1. EioのFiberローカルストレージ (Eio.Fiber. νέος_key) を活用してコンテキストを伝播: リクエストIDやユーザーIDなどのコンテキスト情報をFiberローカルストレージに保持し、ロギング時にそれらを取得してログメッセージに含めます。
  2. result 型で処理の成功/失敗を表現: これはOCamlの標準的なプラクティスであり、Eio環境でも同様です。('a, 'e) result を使います。
  3. 同期的なロギングライブラリを利用 (または自作): Eioの処理は基本的にブロッキング(に見える)同期的なコードスタイルで書かれるため、ロギング処理自体が非同期である必要は必ずしもありません(バックグラウンドで非同期に書き出すロガーも設計可能ですが、APIは同期的でよい)。Logs ライブラリなどが候補になります。
  4. result とログ処理の組み合わせ: result を返す可能性のある関数の各ステップでログを出力し、エラー時にはエラー情報もログに残します。

以下に、これらの要素を組み合わせた概念的な例を示します。ここでは、既存の Logs ライブラリをEio環境で利用し、Fiberローカルストレージでコンテキストを管理する形を想定します。

open Eio.Std (* traceln, Switch.run など *)

(* Logsライブラリの設定 (アプリケーション起動時に一度行う) *)
let setup_logs () =
  Fmt_tty.setup_std_outputs (); (* Logsが出力するフォーマットをTTYフレンドリーに *)
  Logs.set_reporter (Logs_fmt.reporter ());
  Logs.set_level (Some Logs.Info) (* ログレベルを設定 *)

(* ログソースの定義 *)
let main_src = Logs.Src.create "app.main"
module Main_log = (val Logs.src_log main_src : Logs.LOG)

let worker_src = Logs.Src.create "app.worker"
module Worker_log = (val Logs.src_log worker_src : Logs.LOG)

(* Fiberローカルストレージキーでコンテキスト情報を保持 *)
type log_context = (string * string) list
let context_key : log_context Eio.Fiber. νέος_key = Eio.Fiber. νέος_key ()

(* 現在のコンテキストを取得するヘルパー *)
let get_current_context () : log_context =
  Eio.Fiber.get context_key |> Option.value ~default:[]

(* コンテキストを付与してログを出力するヘルパー (Logs.LOG APIをラップ) *)
let log_with_context (log_func : ('a, unit) Logs.msgf -> unit) (msgf : ('a, unit) Logs.msgf) =
  let current_ctx = get_current_context () in
  (* Logs. MVar. or Logs.Tag. (if available and suitable) might be used here,
     or simply prepend context to the message for basic structured logging.
     For simplicity, we'll just show how to retrieve context.
     A more robust solution would integrate this into the Logs.reporter.
  *)
  let tags = Logs.Tag.empty in (* Start with empty tags *)
  let tags_with_context = List.fold_left (fun acc (k, v) -> Logs.Tag.add (Logs.Tag.str k v) acc) tags current_ctx in

  (* Logs.LOG APIは (Logs.Tag.set -> 'a -> unit) -> unit を取るので、
     直接 tags を渡す方法がすぐにはない。
     通常は Logs.info (fun m -> m ~tags "message") のように使う。
     ここでは、簡易的にメッセージに含めるか、より高度なレポーターが必要。
     以下の例は、もしLogsが直接タグセットを取る関数をLOGインターフェースに提供していた場合の仮定。
     実際には、fun m -> m ~tags:(Logs.Tag.add ... existing_tags) のようにする必要がある。

     ここでは、msgfに適用する際にタグを付与する形を試みますが、
     Logs.LOGのシグネチャを直接拡張するのは難しい。
     より現実的には、ログメッセージ自体にコンテキスト情報を含めるか、
     カスタムレポーターでFiber.getを使う。
  *)
  (* 簡単のため、ここではタグを直接使う代わりに、メッセージに関係づけることを考える *)
  log_func (fun m ->
    (* タグを付与する正しい方法は m ~tags ... *)
    let full_msgf fmt =
      let ctx_str = List.map (fun (k,v) -> Printf.sprintf "%s=%s" k v) current_ctx |> String.concat "; " in
      if ctx_str = "" then fmt
      else Printf.sprintf "[Ctx: %s] %s" ctx_str fmt
    in
    msgf (m <@@ full_msgf) (* Format文字列を加工してコンテキストを挿入 *)
  )

(* エラー型 *)
type my_error =
  | ConfigError of string
  | ProcessingError of string

(* resultを返す可能性のある処理 *)
let load_config (config_path: string) : (string, my_error) result =
  log_with_context Worker_log.info (fun m -> m "Attempting to load config from: %s" config_path);
  (* Eio.Pathなどで実際にファイルを読み込む処理が入る *)
  Eio_unix.sleep 0.05; (* ダミーの処理時間 *)
  if config_path = "valid.conf" then (
    log_with_context Worker_log.info (fun m -> m "Config loaded successfully");
    Ok "config_data_here"
  ) else (
    let err_msg = "Failed to load config" in
    log_with_context Worker_log.err (fun m -> m "%s from path: %s" err_msg config_path);
    Error (ConfigError err_msg)
  )

let process_item (item_id: int) (config: string) : (string, my_error) result =
  log_with_context Worker_log.info (fun m -> m "Processing item_id: %d with config: %s" item_id config);
  Eio_unix.sleep 0.1;
  if item_id > 0 then (
    let result_data = Printf.sprintf "Processed item %d with %s" item_id config in
    log_with_context Worker_log.info (fun m -> m "Item %d processed successfully" item_id);
    Ok result_data
  ) else (
    let err_msg = "Invalid item_id" in
    log_with_context Worker_log.err (fun m -> m "%s: %d" err_msg item_id);
    Error (ProcessingError err_msg)
  )

(* EioのFiber内で実行されるワーカースレッドのシミュレーション *)
let worker_fiber ~sw (request_id: string) (item_to_process: int) (config_file: string) env =
  (* 新しいFiberのスコープでコンテキストを設定 *)
  Eio.Fiber.with_binding context_key [("request_id", request_id); ("worker_env", "prod")] @@ fun () ->
  Main_log.info (fun m -> m "Worker fiber started for request_id: %s" request_id);

  (* result と let* (from Result.Syntax or local definition) を使う *)
  let (let*) = Result.bind in (* Resultモナドのbind *)

  let computation =
    let* config_data = load_config config_file in
    let* processed_data = process_item item_to_process config_data in
    Ok (Printf.sprintf "Final result for %s: %s" request_id processed_data)
  in

  match computation with
  | Ok success_msg ->
      log_with_context Main_log.app (fun m -> m "%s" success_msg);
      traceln "%s" success_msg (* Eio.traceln も使える *)
  | Error e ->
      let error_str = match e with
        | ConfigError s -> "ConfigError: " ^ s
        | ProcessingError s -> "ProcessingError: " ^ s
      in
      log_with_context Main_log.err (fun m -> m "Worker failed for request_id %s: %s" request_id error_str);
      traceln "Worker failed for %s: %s" request_id error_str


let main env =
  setup_logs ();
  Eio.Fiber.with_binding context_key [("app_name", "EioApp"); ("main_thread_id", string_of_int (Domain.self () :> int))] @@ fun () ->
  Main_log.app (fun m -> m "Eio application starting...");
  Switch.run @@ fun sw ->
    Eio.Fiber.fork ~sw (fun () -> worker_fiber ~sw "req_001" 10 "valid.conf" env);
    Eio.Fiber.fork ~sw (fun () -> worker_fiber ~sw "req_002" (-1) "valid.conf" env);
    Eio.Fiber.fork ~sw (fun () -> worker_fiber ~sw "req_003" 20 "invalid.conf" env);
    Main_log.info (fun m -> m "All workers forked. Main fiber might exit if not waiting.");
    (* この例ではメインファイバーはすぐに終了するが、ワーカーはswによって管理される *)
    ()

let () = Eio_main.run main

解説とポイント

  1. Fiberローカルストレージ (Eio.Fiber. νέος_key):

    • context_key を定義し、Eio.Fiber.with_binding を使って特定のFiberとその子孫Fiberに対してコンテキスト情報 (例: [("request_id", "req_001")]) を束縛します。
    • ログを出力する際に Eio.Fiber.get context_key で現在のFiberに束縛されたコンテキストを取得します。
    • これにより、関数に明示的にコンテキスト情報を引き回す必要がなくなります。
  2. Logs ライブラリの利用:

    • Logs は広く使われているロギングライブラリで、ソースベースのロギング、レベル設定、柔軟なレポーター機能を提供します。Eio環境でも問題なく使えます。
    • コンテキスト情報の統合:
      • 上記の例では、log_with_context ヘルパーで取得したコンテキスト情報をログメッセージのプレフィックスとして単純に付加する形(m <@@ full_msgf)にしています。
      • より洗練された方法としては、Logs.reporter をカスタマイズし、レポーター内で Eio.Fiber.get context_key を呼び出してタグとして付与する(例: Logs.Tag を使う)方法があります。これにより、ログの構造化がよりクリーンになります。Logs_fmt のカスタムレポーターを作るか、Logs.pp_tags をうまく利用する形になるでしょう。
      • Logs. MVar. (現在は非推奨で Logs.Kontext に置き換えられつつある) は、Logsライブラリ自体のコンテキスト管理機能ですが、EioのFiberローカルストレージとは独立しています。併用も可能ですが、EioのFiberローカルストレージで一元管理する方がEioらしいアプローチかもしれません。
  3. result 型と Result.bind:

    • エラーハンドリングは標準の result 型と Result.bind (または let* 構文) を使って行います。これはEio環境でも変わりません。
    • 成功/失敗の各分岐で適切なログを出力します。
  4. Eioの処理フロー:

    • Eioの関数(Eio_unix.sleep, Eio.Pathを使ったファイルI/Oなど)は直接実行します。これらはブロッキングに見えますが、Eioランタイムが適切にスケジューリングします。
    • Eio.Fiber.fork で並行処理を行います。各Fiberは独自のコンテキストを持つことができます。
  5. Eio.traceln:

    • デバッグ目的の簡単なログ出力には、Eioが提供する Eio.traceln も便利です。これは標準エラー出力に直接書き出します。

発展的な考慮事項

  • 非同期ロギングバックエンド: ログ出力自体がパフォーマンスボトルネックになる場合(非常に高頻度なログ、ネットワーク経由でのログ転送など)、ログメッセージをキューに入れて別のFiberやDomainで非同期に書き出すようなロガーを設計することも考えられます。Eioの Eio.StreamEio.Mutex などが役立ちます。
  • 構造化ログフォーマット (JSONなど): Logs のレポーターをカスタマイズして、ログエントリーをJSON形式で出力するようにすれば、Elasticsearch, Splunk, Datadogなどのログ集約システムとの連携が容易になります。Yojson ライブラリなどを使ってJSONオブジェクトを構築します。この際、Fiberローカルストレージから取得したコンテキスト情報もJSONのフィールドとして含めます。
  • Eioネイティブなロギングライブラリの登場: 将来的には、Eioの特性(特にエフェクトやFiberローカルストレージ)をより深く活用した、高機能なロギングライブラリが登場する可能性もあります。

この例は基本的な概念を示すものであり、実際のアプリケーションではロギングのセットアップやコンテキストの扱いはより洗練されるでしょう。特に Logs とFiberローカルコンテキストの連携部分は、カスタムレポーターを実装することでより強力になります。

(返答終了理由: STOP)

メタデータ

{
  "runSettings": {
    "temperature": 1,
    "model": "models/gemini-2.5-pro-preview-05-06",
    "topP": 0.95,
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    "safetySettings": [
      {
        "category": "HARM_CATEGORY_HARASSMENT",
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      },
      {
        "category": "HARM_CATEGORY_HATE_SPEECH",
        "threshold": "OFF"
      },
      {
        "category": "HARM_CATEGORY_SEXUALLY_EXPLICIT",
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      },
      {
        "category": "HARM_CATEGORY_DANGEROUS_CONTENT",
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  },
  "systemInstruction": {}
}
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