Practical Error Handling with fp-ts

fp-ts による実践的なエラー処理

このスキルでは、try/catch のスパゲッティコードを避けてエラーを処理する方法を学びます。学術的な専門用語は使わず、実際の問題に役立つ実践的なパターンを紹介します。

基本的な考え方は、エラーは単なるデータだということです。エラーをどこかに投げて誰かが捕捉してくれることを期待するのではなく、値として返せば、TypeScript が追跡できます。

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1. 何でもかんでも throw するのをやめる

例外の問題点

例外は型に現れません。関数間の契約を壊してしまいます。

// What this function signature promises:
function getUser(id: string): User

// What it actually does:
function getUser(id: string): User {
  if (!id) throw new Error('ID required')
  const user = db.find(id)
  if (!user) throw new Error('User not found')
  return user
}

// The caller has no idea this can fail
const user = getUser(id) // Might explode!

その結果、次のようなコードになります。

// MESSY: try/catch everywhere
function processOrder(orderId: string) {
  let order
  try {
    order = getOrder(orderId)
  } catch (e) {
    console.error('Failed to get order')
    return null
  }

  let user
  try {
    user = getUser(order.userId)
  } catch (e) {
    console.error('Failed to get user')
    return null
  }

  let payment
  try {
    payment = chargeCard(user.cardId, order.total)
  } catch (e) {
    console.error('Payment failed')
    return null
  }

  return { order, user, payment }
}

解決策：エラーを値として返す

import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Now TypeScript KNOWS this can fail
function getUser(id: string): E.Either<string, User> {
  if (!id) return E.left('ID required')
  const user = db.find(id)
  if (!user) return E.left('User not found')
  return E.right(user)
}

// The caller is forced to handle both cases
const result = getUser(id)
// result is Either<string, User> - error OR success, never both

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2. Result パターン（Either）

Either<E, A> はシンプルです。エラー（E）か値（A）のどちらかを保持します。

• Left ＝エラーの場合
• Right ＝成功の場合（「right」は「正しい」という意味だと考えてください）

import * as E from 'fp-ts/Either'

// Creating values
const success = E.right(42)           // Right(42)
const failure = E.left('Oops')        // Left('Oops')

// Checking what you have
if (E.isRight(result)) {
  console.log(result.right) // The success value
} else {
  console.log(result.left)  // The error
}

// Better: pattern match with fold
const message = pipe(
  result,
  E.fold(
    (error) => `Failed: ${error}`,
    (value) => `Got: ${value}`
  )
)

throw を使うコードを Either に変換する

// Wrap any throwing function with tryCatch
const parseJSON = (json: string): E.Either<Error, unknown> =>
  E.tryCatch(
    () => JSON.parse(json),
    (e) => (e instanceof Error ? e : new Error(String(e)))
  )

parseJSON('{"valid": true}')  // Right({ valid: true })
parseJSON('not json')          // Left(SyntaxError: ...)

// For functions you'll reuse, use tryCatchK
const safeParseJSON = E.tryCatchK(
  JSON.parse,
  (e) => (e instanceof Error ? e : new Error(String(e)))
)

よく使う Either の操作

import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Transform the success value
const doubled = pipe(
  E.right(21),
  E.map(n => n * 2)
) // Right(42)

// Transform the error
const betterError = pipe(
  E.left('bad'),
  E.mapLeft(e => `Error: ${e}`)
) // Left('Error: bad')

// Provide a default for errors
const value = pipe(
  E.left('failed'),
  E.getOrElse(() => 0)
) // 0

// Convert nullable to Either
const fromNullable = E.fromNullable('not found')
fromNullable(user)  // Right(user) if exists, Left('not found') if null/undefined

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3. 失敗する可能性のある操作を連結する

連結することで、本領を発揮します。各ステップで失敗する可能性がありますが、すっきりしたパイプラインとして記述できます。

変更前：ネストした try/catch の地獄

// MESSY: Each step can fail, nested try/catch everywhere
function processUserOrder(userId: string, productId: string): Result | null {
  let user
  try {
    user = getUser(userId)
  } catch (e) {
    logError('User fetch failed', e)
    return null
  }

  if (!user.isActive) {
    logError('User not active')
    return null
  }

  let product
  try {
    product = getProduct(productId)
  } catch (e) {
    logError('Product fetch failed', e)
    return null
  }

  if (product.stock < 1) {
    logError('Out of stock')
    return null
  }

  let order
  try {
    order = createOrder(user, product)
  } catch (e) {
    logError('Order creation failed', e)
    return null
  }

  return order
}

変更後：Either によるすっきりした連鎖

import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Each function returns Either<Error, T>
const getUser = (id: string): E.Either<string, User> => { ... }
const getProduct = (id: string): E.Either<string, Product> => { ... }
const createOrder = (user: User, product: Product): E.Either<string, Order> => { ... }

// Chain them together - first error stops the chain
const processUserOrder = (userId: string, productId: string): E.Either<string, Order> =>
  pipe(
    getUser(userId),
    E.filterOrElse(
      user => user.isActive,
      () => 'User not active'
    ),
    E.chain(user =>
      pipe(
        getProduct(productId),
        E.filterOrElse(
          product => product.stock >= 1,
          () => 'Out of stock'
        ),
        E.chain(product => createOrder(user, product))
      )
    )
  )

// Or use Do notation for cleaner access to intermediate values
const processUserOrder = (userId: string, productId: string): E.Either<string, Order> =>
  pipe(
    E.Do,
    E.bind('user', () => getUser(userId)),
    E.filterOrElse(
      ({ user }) => user.isActive,
      () => 'User not active'
    ),
    E.bind('product', () => getProduct(productId)),
    E.filterOrElse(
      ({ product }) => product.stock >= 1,
      () => 'Out of stock'
    ),
    E.chain(({ user, product }) => createOrder(user, product))
  )

エラー型が異なる場合は chainW を使う

type ValidationError = { type: 'validation'; message: string }
type DbError = { type: 'db'; message: string }

const validateInput = (id: string): E.Either<ValidationError, string> => { ... }
const fetchFromDb = (id: string): E.Either<DbError, User> => { ... }

// chainW (W = "wider") automatically unions the error types
const process = (id: string): E.Either<ValidationError | DbError, User> =>
  pipe(
    validateInput(id),
    E.chainW(validId => fetchFromDb(validId))
  )

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4. 複数のエラーを収集する

最初のエラーだけでなく、すべてのエラーが必要な場合もあります。フォームのバリデーションが典型的な例です。

変更前：エラーを手動で収集する

// MESSY: Manual error accumulation
function validateForm(form: FormData): { valid: boolean; errors: string[] } {
  const errors: string[] = []

  if (!form.email) {
    errors.push('Email required')
  } else if (!form.email.includes('@')) {
    errors.push('Invalid email')
  }

  if (!form.password) {
    errors.push('Password required')
  } else if (form.password.length < 8) {
    errors.push('Password too short')
  }

  if (!form.age) {
    errors.push('Age required')
  } else if (form.age < 18) {
    errors.push('Must be 18+')
  }

  return { valid: errors.length === 0, errors }
}

変更後：エラーを蓄積するバリデーション

import * as E from 'fp-ts/Either'
import * as NEA from 'fp-ts/NonEmptyArray'
import { sequenceS } from 'fp-ts/Apply'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Errors as a NonEmptyArray (always at least one)
type Errors = NEA.NonEmptyArray<string>

// Create the applicative that accumulates errors
const validation = E.getApplicativeValidation(NEA.getSemigroup<string>())

// Validators that return Either<Errors, T>
const validateEmail = (email: string): E.Either<Errors, string> =>
  !email ? E.left(NEA.of('Email required'))
  : !email.includes('@') ? E.left(NEA.of('Invalid email'))
  : E.right(email)

const validatePassword = (password: string): E.Either<Errors, string> =>
  !password ? E.left(NEA.of('Password required'))
  : password.length < 8 ? E.left(NEA.of('Password too short'))
  : E.right(password)

const validateAge = (age: number | undefined): E.Either<Errors, number> =>
  age === undefined ? E.left(NEA.of('Age required'))
  : age < 18 ? E.left(NEA.of('Must be 18+'))
  : E.right(age)

// Combine all validations - collects ALL errors
const validateForm = (form: FormData) =>
  sequenceS(validation)({
    email: validateEmail(form.email),
    password: validatePassword(form.password),
    age: validateAge(form.age)
  })

// Usage
validateForm({ email: '', password: '123', age: 15 })
// Left(['Email required', 'Password too short', 'Must be 18+'])

validateForm({ email: '[email protected]', password: 'longpassword', age: 25 })
// Right({ email: '[email protected]', password: 'longpassword', age: 25 })

フォームのフィールド単位のエラー

interface FieldError {
  field: string
  message: string
}

type FormErrors = NEA.NonEmptyArray<FieldError>

const fieldError = (field: string, message: string): FormErrors =>
  NEA.of({ field, message })

const formValidation = E.getApplicativeValidation(NEA.getSemigroup<FieldError>())

// Now errors know which field they belong to
const validateEmail = (email: string): E.Either<FormErrors, string> =>
  !email ? E.left(fieldError('email', 'Required'))
  : !email.includes('@') ? E.left(fieldError('email', 'Invalid format'))
  : E.right(email)

// Easy to display in UI
const getFieldError = (errors: FormErrors, field: string): string | undefined =>
  errors.find(e => e.field === field)?.message

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5. 非同期操作（TaskEither）

失敗する可能性のある非同期操作には、TaskEither を使います。Either と似ていますが、Promise 向けです。

• TaskEither<E, A> ＝ Promise<Either<E, A>> を返す関数
• 遅延評価：実行するまで何も実行されません

import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

// Wrap any async operation
const fetchUser = (id: string): TE.TaskEither<Error, User> =>
  TE.tryCatch(
    () => fetch(`/api/users/${id}`).then(r => r.json()),
    (e) => (e instanceof Error ? e : new Error(String(e)))
  )

// Chain async operations - just like Either
const getUserPosts = (userId: string): TE.TaskEither<Error, Post[]> =>
  pipe(
    fetchUser(userId),
    TE.chain(user => fetchPosts(user.id))
  )

// Execute when ready
const result = await getUserPosts('123')() // Returns Either<Error, Post[]>

変更前：エラー処理を伴う Promise チェーン

// MESSY: try/catch mixed with promise chains
async function loadDashboard(userId: string) {
  try {
    const user = await fetchUser(userId)
    if (!user) throw new Error('User not found')

    let posts, notifications, settings
    try {
      [posts, notifications, settings] = await Promise.all([
        fetchPosts(user.id),
        fetchNotifications(user.id),
        fetchSettings(user.id)
      ])
    } catch (e) {
      // Which one failed? Who knows!
      console.error('Failed to load data', e)
      return null
    }

    return { user, posts, notifications, settings }
  } catch (e) {
    console.error('Failed to load user', e)
    return null
  }
}

変更後：すっきりした TaskEither パイプライン

import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'
import { sequenceS } from 'fp-ts/Apply'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

const loadDashboard = (userId: string) =>
  pipe(
    fetchUser(userId),
    TE.chain(user =>
      pipe(
        // Parallel fetch with sequenceS
        sequenceS(TE.ApplyPar)({
          posts: fetchPosts(user.id),
          notifications: fetchNotifications(user.id),
          settings: fetchSettings(user.id)
        }),
        TE.map(data => ({ user, ...data }))
      )
    )
  )

// Execute and handle both cases
pipe(
  loadDashboard('123'),
  TE.fold(
    (error) => T.of(renderError(error)),
    (data) => T.of(renderDashboard(data))
  )
)()

失敗した操作を再試行する

import * as T from 'fp-ts/Task'
import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

const retry = <E, A>(
  task: TE.TaskEither<E, A>,
  attempts: number,
  delayMs: number
): TE.TaskEither<E, A> =>
  pipe(
    task,
    TE.orElse((error) =>
      attempts > 1
        ? pipe(
            T.delay(delayMs)(T.of(undefined)),
            T.chain(() => retry(task, attempts - 1, delayMs * 2))
          )
        : TE.left(error)
    )
  )

// Retry up to 3 times with exponential backoff
const fetchWithRetry = retry(fetchUser('123'), 3, 1000)

別の方法にフォールバックする

// Try cache first, fall back to API
const getUserData = (id: string) =>
  pipe(
    fetchFromCache(id),
    TE.orElse(() => fetchFromApi(id)),
    TE.orElse(() => TE.right(defaultUser)) // Last resort default
  )

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6. パターン間の変換

実際のコードベースには、throw する関数、nullable な値、Promise が混在しています。それらを扱う方法を紹介します。

Nullable から Either へ

import * as E from 'fp-ts/Either'
import * as O from 'fp-ts/Option'

// Direct conversion
const user = users.find(u => u.id === id) // User | undefined
const result = E.fromNullable('User not found')(user)

// From Option
const maybeUser: O.Option<User> = O.fromNullable(user)
const eitherUser = pipe(
  maybeUser,
  E.fromOption(() => 'User not found')
)

throw する関数から Either へ

// Wrap at the boundary
const safeParse = <T>(schema: ZodSchema<T>) => (data: unknown): E.Either<ZodError, T> =>
  E.tryCatch(
    () => schema.parse(data),
    (e) => e as ZodError
  )

// Use throughout your code
const parseUser = safeParse(UserSchema)
const result = parseUser(rawData) // Either<ZodError, User>

Promise から TaskEither へ

import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'

// Wrap external async functions
const fetchJson = <T>(url: string): TE.TaskEither<Error, T> =>
  TE.tryCatch(
    () => fetch(url).then(r => r.json()),
    (e) => new Error(`Fetch failed: ${e}`)
  )

// Wrap axios, prisma, any async library
const getUserFromDb = (id: string): TE.TaskEither<DbError, User> =>
  TE.tryCatch(
    () => prisma.user.findUniqueOrThrow({ where: { id } }),
    (e) => ({ code: 'DB_ERROR', cause: e })
  )

Promise に戻す（エスケープハッチ）

外部 API のために通常の Promise が必要になることがあります。

import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'
import * as E from 'fp-ts/Either'

const myTaskEither: TE.TaskEither<Error, User> = fetchUser('123')

// Option 1: Get the Either (preserves both cases)
const either: E.Either<Error, User> = await myTaskEither()

// Option 2: Throw on error (for legacy code)
const toThrowingPromise = <E, A>(te: TE.TaskEither<E, A>): Promise<A> =>
  te().then(E.fold(
    (error) => Promise.reject(error),
    (value) => Promise.resolve(value)
  ))

const user = await toThrowingPromise(fetchUser('123')) // Throws if Left

// Option 3: Default on error
const user = await pipe(
  fetchUser('123'),
  TE.getOrElse(() => T.of(defaultUser))
)()

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実際の例

ユーザー入力を安全に解析する

interface ParsedInput {
  id: number
  name: string
  tags: string[]
}

const parseInput = (raw: unknown): E.Either<string, ParsedInput> =>
  pipe(
    E.Do,
    E.bind('obj', () =>
      typeof raw === 'object' && raw !== null
        ? E.right(raw as Record<string, unknown>)
        : E.left('Input must be an object')
    ),
    E.bind('id', ({ obj }) =>
      typeof obj.id === 'number'
        ? E.right(obj.id)
        : E.left('id must be a number')
    ),
    E.bind('name', ({ obj }) =>
      typeof obj.name === 'string' && obj.name.length > 0
        ? E.right(obj.name)
        : E.left('name must be a non-empty string')
    ),
    E.bind('tags', ({ obj }) =>
      Array.isArray(obj.tags) && obj.tags.every(t => typeof t === 'string')
        ? E.right(obj.tags as string[])
        : E.left('tags must be an array of strings')
    ),
    E.map(({ id, name, tags }) => ({ id, name, tags }))
  )

// Usage
parseInput({ id: 1, name: 'test', tags: ['a', 'b'] })
// Right({ id: 1, name: 'test', tags: ['a', 'b'] })

parseInput({ id: 'wrong', name: '', tags: null })
// Left('id must be a number')

完全なエラー処理を伴う API 呼び出し

interface ApiError {
  code: string
  message: string
  status?: number
}

const createApiError = (message: string, code = 'UNKNOWN', status?: number): ApiError =>
  ({ code, message, status })

const fetchWithErrorHandling = <T>(url: string): TE.TaskEither<ApiError, T> =>
  pipe(
    TE.tryCatch(
      () => fetch(url),
      () => createApiError('Network error', 'NETWORK')
    ),
    TE.chain(response =>
      response.ok
        ? TE.tryCatch(
            () => response.json() as Promise<T>,
            () => createApiError('Invalid JSON', 'PARSE')
          )
        : TE.left(createApiError(
            `HTTP ${response.status}`,
            response.status === 404 ? 'NOT_FOUND' : 'HTTP_ERROR',
            response.status
          ))
    )
  )

// Usage with pattern matching on error codes
const handleUserFetch = (userId: string) =>
  pipe(
    fetchWithErrorHandling<User>(`/api/users/${userId}`),
    TE.fold(
      (error) => {
        switch (error.code) {
          case 'NOT_FOUND': return T.of(showNotFoundPage())
          case 'NETWORK': return T.of(showOfflineMessage())
          default: return T.of(showGenericError(error.message))
        }
      },
      (user) => T.of(showUserProfile(user))
    )
  )

一部の項目が失敗する可能性のあるリストを処理する

import * as A from 'fp-ts/Array'
import * as E from 'fp-ts/Either'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

interface ProcessResult<T> {
  successes: T[]
  failures: Array<{ item: unknown; error: string }>
}

// Process all, collect successes and failures separately
const processAllCollectErrors = <T, R>(
  items: T[],
  process: (item: T) => E.Either<string, R>
): ProcessResult<R> => {
  const results = items.map((item, index) =>
    pipe(
      process(item),
      E.mapLeft(error => ({ item, error, index }))
    )
  )

  return {
    successes: pipe(results, A.filterMap(E.toOption)),
    failures: pipe(
      results,
      A.filterMap(r => E.isLeft(r) ? O.some(r.left) : O.none)
    )
  }
}

// Usage
const parseNumbers = (inputs: string[]) =>
  processAllCollectErrors(inputs, input => {
    const n = parseInt(input, 10)
    return isNaN(n) ? E.left(`Invalid number: ${input}`) : E.right(n)
  })

parseNumbers(['1', 'abc', '3', 'def'])
// {
//   successes: [1, 3],
//   failures: [
//     { item: 'abc', error: 'Invalid number: abc', index: 1 },
//     { item: 'def', error: 'Invalid number: def', index: 3 }
//   ]
// }

一部成功を許容する一括操作

import * as TE from 'fp-ts/TaskEither'
import * as T from 'fp-ts/Task'
import { pipe } from 'fp-ts/function'

interface BulkResult<T> {
  succeeded: T[]
  failed: Array<{ id: string; error: string }>
}

const bulkProcess = <T>(
  ids: string[],
  process: (id: string) => TE.TaskEither<string, T>
): T.Task<BulkResult<T>> =>
  pipe(
    ids,
    A.map(id =>
      pipe(
        process(id),
        TE.fold(
          (error) => T.of({ type: 'failed' as const, id, error }),
          (result) => T.of({ type: 'succeeded' as const, result })
        )
      )
    ),
    T.sequenceArray,
    T.map(results => ({
      succeeded: results
        .filter((r): r is { type: 'succeeded'; result: T } => r.type === 'succeeded')
        .map(r => r.result),
      failed: results
        .filter((r): r is { type: 'failed'; id: string; error: string } => r.type === 'failed')
        .map(({ id, error }) => ({ id, error }))
    }))
  )

// Usage
const deleteUsers = (userIds: string[]) =>
  bulkProcess(userIds, id =>
    pipe(
      deleteUser(id),
      TE.mapLeft(e => e.message)
    )
  )

// All operations run, you get a report of what worked and what didn't

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クイックリファレンス

パターン	使用する場面	例
E.right(value)	成功を作成する	E.right(42)
E.left(error)	失敗を作成する	E.left('not found')
E.tryCatch(fn, onError)	throw するコードをラップする	E.tryCatch(() => JSON.parse(s), toError)
E.fromNullable(error)	nullable を変換する	E.fromNullable('missing')(maybeValue)
E.map(fn)	成功時の値を変換する	pipe(result, E.map(x => x * 2))
E.mapLeft(fn)	エラーを変換する	pipe(result, E.mapLeft(addContext))
E.chain(fn)	操作を連鎖させる	pipe(getA(), E.chain(a => getB(a.id)))
E.chainW(fn)	異なるエラー型で連鎖させる	pipe(validate(), E.chainW(save))
E.fold(onError, onSuccess)	両方の場合を処理する	E.fold(showError, showData)
E.getOrElse(onError)	デフォルト値で取り出す	E.getOrElse(() => 0)
E.filterOrElse(pred, onFalse)	エラーを伴って検証する	E.filterOrElse(x => x > 0, () => 'must be positive')
sequenceS(validation)({...})	すべてのエラーを収集する	フォームのバリデーション

TaskEither の対応操作

すべての Either 操作には TaskEither に対応するものがあります。

• TE.right、TE.left、TE.tryCatch
• TE.map、TE.mapLeft、TE.chain、TE.chainW
• TE.fold、TE.getOrElse、TE.filterOrElse
• フォールバック用の TE.orElse

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要約

1. エラーを値として返す - スローする代わりに Either/TaskEither を使用します
2. 安心してチェーンする - chain は最初のエラーで自動的に停止します
3. 必要に応じてすべてのエラーを収集する - フォームには validation applicative を使用します
4. 境界でラップする - スローするコードや Promise のコードを境界で変換します
5. 最後にマッチさせる - 処理を実行するときに、fold を使って両方のケースを処理します

その効果として、TypeScript がエラーを追跡するため、try/catch の書き忘れがなくなり、制御フローが明確になり、合成可能なエラーハンドリングを実現できます。