社内 TechTalk での資料。Yesod に用いられている Haskell の先進的な機能について軽く解説しています。

1. TechTalk:
Yesod を支える技術
石井 大海

2. 自己紹介
• 石井 大海
• 早稲田大学基幹理工学部
数学科三年（四月より）
• Twitter Crawler などを書いている
• Haskell Lover

3. Haskell Lover
• Haskell ：純粋関数型言語
• 型クラスによる強力な抽象化能力
• 純粋性に由来するモジュラリティ
• 今日の発表は Haskell 製Web Framework
Yesod について

4. Haskell のWeb開発
• 既にたなかさんが発表済みでは？
• Yesod は Haskell の技術の結晶
• Yesod から Haskell の “今” を知ろう！

5. Yesod の特徴

6. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い

7. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス

8. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス
• 型付きURL

9. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス
• 型付きURL
• 柔軟なテンプレートシステム

10. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス
• 型付きURL
• 柔軟なテンプレートシステム
• 継続ビルド

11. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス
• 型付きURL
• 柔軟なテンプレートシステム
• 継続ビルド
• 高速

12. Yesod の特徴
• セキュア、XSS/SQL injection に強い
• 抽象度の高いデータベースアクセス
• 型付きURL
• 柔軟なテンプレートシステム
• 継続ビルド
• 高速
• 柔軟なバックエンド(Standalone、CGI、FCGI)

13. XSS / SQL injection に強い

14. XSS / SQL injection に強い
• 型による区別

15. XSS / SQL injection に強い
• 型による区別
• String, Text: 文字列型を埋め込む際は必ずエス
ケープされる

16. XSS / SQL injection に強い
• 型による区別
• String, Text: 文字列型を埋め込む際は必ずエス
ケープされる
• 生HTMLを埋め込むには手動で Html 型に変
換してやる必要がある

17. XSS / SQL injection に強い
• 型による区別
• String, Text: 文字列型を埋め込む際は必ずエス
ケープされる
• 生HTMLを埋め込むには手動で Html 型に変
換してやる必要がある
• 漏れにくい、何処で漏れているか判りやすい

18. SQL injection に強い
• 抽象度の高いレイヤによって生の部分
は隠
• そもそも non-relational な使い方を前提
としているので低レベルを叩く必要性
が殆んどない
• 一応用意されてはいる

19. 抽象度の高いDBアクセス
• 使用出来るバックエンド
• PostgreSQL, Sqlite3, MongoDB
• MySQL, CouchDB も試験的に使用可能
• 殆んど共通のAPIを利用可能
• non-relational なモデルを前提としている
• 型クラスによる高度な抽象化

20. 抽象度の高いDBアクセス
class PersistStore b m where
insert :: PersistEntity val => val → b m (Key b val)
insertKey :: PersistEntity val => Key b val → val → b m ()
repsert :: PersistEntity val => Key b val → val → b m ()
replace :: PersistEntity val => Key b val → val → b m ()
delete :: PersistEntity val => Key b val → b m ()
get :: PersistEntity val => Key b val → b m (Maybe val)
• DBバックエンドの型クラス。
• 函数の意味を型が雄弁に物語っている

21. 抽象度の高いDBアクセス
• データベースに格納出来る値のクラス
• 関連型の機能を使っている
• 型クラスに付随する函数のようなもの
• 識別子やバックエンド、フィールドを表現する型など
class PersistEntity val where
data EntityField val :: * → *
type PersistEntityBackend val :: ((* → *) → * → *)
data Unique val :: ((* → *) → * → *) → *
persistFieldDef :: EntityField val typ → FieldDef
entityDef :: val → EntityDef
toPersistFields :: val → [SomePersistField]
fromPersistValues :: [PersistValue] → Either T.Text val

22. 全部記述するの？
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email

23. 全部記述するの？
• コンパイル時に自動生成！
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email

24. 全部記述するの？
• コンパイル時に自動生成！
• Template Haskell / Quasi Quote の威力
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email

25. 全部記述するの？
• コンパイル時に自動生成！
• Template Haskell / Quasi Quote の威力
• Haskell のコンパイルタイムプログラムの手法・リーダマクロ
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email

26. 全部記述するの？
• コンパイル時に自動生成！
• Template Haskell / Quasi Quote の威力
• Haskell のコンパイルタイムプログラムの手法・リーダマクロ
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email
• 一意識別子やクェリの種類(Eq, Lt, Gt)なども指定

27. 全部記述するの？
• コンパイル時に自動生成！
• Template Haskell / Quasi Quote の威力
• Haskell のコンパイルタイムプログラムの手法・リーダマクロ
User
ident UserName
password Text
salt Text Maybe
UniqueUser ident
Email
email Text
user UserId Maybe
verkey Text Maybe
UniqueEmail email
• 一意識別子やクェリの種類(Eq, Lt, Gt)なども指定
• これがおよそ300行程度(!!)に展開される

28. 型付きURL
• 関連型・Template Haskell の利用例。
• リンク切れや不正リンクを型レベルで防止！
/static StaticR Static getStatic
/auth AuthR Auth getAuth
/favicon.ico FaviconR GET
/robots.txt RobotsR GET
/repo/#String/tree/*ObjPiece TreeR GET
/repo/#String/blob/*ObjPiece BlobR GET
/repo/#String/commits/*ObjPiece CommitsR GET
• Method も指定可能（REST APIが作りやすい）
• リンク用の関連型も自動生成
• あとは各routeに対する処理函数を書くだけ
• 静的ファイルへのリンク函数も生成してくれる

29. 処理函数
getTreeR :: String ! ObjPiece ! Handler RepHtml
getTreeR repon op@(ObjPiece com xs) =
withRepoObj repon op $ git repo obj ! do
unless (isTree obj) $ notFound
let src = getReadmeFromGitObj obj
readme = writeHtml defaultWriterOptions $
readMarkdown defaultParserState <$> src
entries ← liftIO $ getGitTree git repo
repoLayout repon op $ do
setTitle $ fromString $ repon ++ " - Gitolist"
$(widgetFile "tree")
• レスポンスの種類を型レベルで限定
• 外部テンプレート群からソースをコンパイ
ル時生成
• IO処理なども（エラー処理込みで）行える

30. テンプレートシステム
• Shakespeare Template
• Hamlet / Cassius / Lucius / Julius /
CoffeeScript などなど
• 型安全かつ効率的な Template Language
• 簡単な式の埋め込み、URLと
Widget、文字列などの区別

31. テンプレート
<ul>
$forall ent <- entries
$if isRegularFile ent
<li><a href=@{BlobR repon (mkP ent)}>#{fileName ent}
$elseif isDirectory ent
<li><a href=@{TreeR repon (mkP ent)}>#{fileName ent}
$else
<li>#{fileName ent}
$maybe rm <- readme
<h3>
README
<article>
#{rm}
• HTML の終了タグをomitした形
• インデントで親子関係
• @{..}で型付URL、#{..}で文字やHtmlの埋め込み

32. 補足
• Html型：blaze-html ライブラリ由来の型
• 効率的な文字列処理ライブラリ
• 先程の例ではMarkdownを自動で整形
して表示していたりする（！！！）
• CSS や JSのテンプレートと合わせて巧
いことやってくれる

33. 継続ビルド

34. 継続ビルド
• コンパイラ言語でWeb開発

35. 継続ビルド
• コンパイラ言語でWeb開発
• 書き換える度に recompile は面倒

36. 継続ビルド
• コンパイラ言語でWeb開発
• 書き換える度に recompile は面倒
• Yesod なら自動再コンパイル！

37. 継続ビルド
• コンパイラ言語でWeb開発
• 書き換える度に recompile は面倒
• Yesod なら自動再コンパイル！
• コードやテンプレートの書き換えを自動感知

38. 継続ビルド

39. 継続ビルド
• GHC API を利用

40. 継続ビルド
• GHC API を利用
• ……していた。

41. 継続ビルド
• GHC API を利用
• ……していた。
• 現在はファイルを監視して、外部コマ
ンドを呼び出し再コンパイルしている

42. 悔しいのでGHC API

43. 悔しいのでGHC API
• GHC (Haskell のコンパイラ) の機能を埋め
込める

44. 悔しいのでGHC API
• GHC (Haskell のコンパイラ) の機能を埋め
込める
• 通常 hint と云うラッパを挟んで使用

45. 悔しいのでGHC API
• GHC (Haskell のコンパイラ) の機能を埋め
込める
• 通常 hint と云うラッパを挟んで使用
• Haskelインタプリタを仕込める

46. 悔しいのでGHC API
• GHC (Haskell のコンパイラ) の機能を埋め
込める
• 通常 hint と云うラッパを挟んで使用
• Haskelインタプリタを仕込める
• プラグインなどの動的ロードができる

47. 悔しいのでGHC API
• GHC (Haskell のコンパイラ) の機能を埋め
込める
• 通常 hint と云うラッパを挟んで使用
• Haskelインタプリタを仕込める
• プラグインなどの動的ロードができる
• 勿論型安全

48. 高速・高効率
• What make it possible?
• ByteString / Text
• blaze
• Conduit

49. ByteString / Text

50. ByteString / Text
• 「Haskell の文字列処理は遅い」

51. ByteString / Text
• 「Haskell の文字列処理は遅い」
• String 型……ただの文字の「リスト」

52. ByteString / Text
• 「Haskell の文字列処理は遅い」
• String 型……ただの文字の「リスト」
• （本物の）文字列型を使おう！

53. ByteString / Text
• 「Haskell の文字列処理は遅い」
• String 型……ただの文字の「リスト」
• （本物の）文字列型を使おう！
• ByteString：Byteの配列

54. ByteString / Text
• 「Haskell の文字列処理は遅い」
• String 型……ただの文字の「リスト」
• （本物の）文字列型を使おう！
• ByteString：Byteの配列
• Text：Unicode 対応版。BSより若干効
率が下がるが String より遥かに高効率

55. blaze
• blaze-builder
• ByteString 合成用のライブラリ。
差分リストを用いて効率を上げてい
る、らしい。
• Text にも類似の機能がある。
• blaze-html が元々の発祥だった。

56. benchmark
• 10000 個の文字列片を連結
String
binary
ByteString blaze
Text
0ms 4ms 8ms 12ms 16ms

57. Conduit
• 遅延I / Oに代わる Functional な IO 手法
• Source：入力源
• Conduit：入力を加工するパイプ
• Sink：出力先
• ストリーム処理のような形になる。

58. Conduit
• ResourceT
• リソースの解放処理を担当するモナド
• lifted-base を利用し例外安全
• 先進的な例外ライブラリ。詳細は
たなかさんの発表資料を参照。

59. Conduit
• Iteratee パターンに対する代替案
• 例外処理が超面倒
• 入力源を引き回せない
• Iteratee では出力先の資源を割り当てられ
ないと云う問題があった
• Push から Pull 型へ。モナドの種類も制限

60. Conduit
• Conduit とは結局何か？
• 入力と出力、中間処理の抽象化！

61. 柔軟なバックエンド
• Yesod アプリは……
• Standalone なサーバ
• Warp, Snap, ...
• CGI
• FastCGI
• （開発用継続ビルドサーバ）
• などなど様々な形で動かせる。

62. 柔軟なバックエンド
• WAI: Web Application Interface
• ウェブアプリを抽象化するインター
フェース。
• Ruby の rack、Python の WSGI に相当
• type Application = Request → ResourceT IO Response
type Middleware = Application → Application
• 一目瞭然！
• Conduit のお陰でこの様な抽象化が可能に。

63. バックエンド
• Warp：爆速HTTPサーバ
• Snap：ミニマルなウェブフレームワーク
• CGI, Fast-CGI：普通のサーバ上でも動く
• 開発用サーバ：自動コンパイルとかの奴

64. Benchmark
• Pong benchmark (Yesod公式より)
• Higher is Faster
90000
67500
45000
22500
0
goliath tornado php winstone
node snap happstack warp+yesod
warp

65. 結論
• Web アプリ向き技術が Haskell には沢山
• Web アプリが Haskell の技術を必要とし
ているとも云える
• Haskell はライブラリも言語機能もアツ
い！
• Write Your Web App by Haskell!

66. Any Questions?

67. 御清聴
ありがとうございました。