我爲何想而且要學習Scala

時間 2019-11-13

標籤爲何而且學習 scala 欄目 Scala 简体版

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爲何學習函數式編程

在閱讀DDD鉅著《Patterns, Principles, and Practices of Domain-Driven Design》的過程當中，Scott在第5章提到了使用函數式編程語言配合貧血模型去實踐DDD的一種思路，這激發了個人無限遐想。html

在軟件開發領域，咱們已經擁有了許多的抽象方法論和大量的實現技術。但我我的認爲，這一切歸根結底，都是人類思惟在軟件開發領域的具體表達方式。而人類在認識和分析軟件所要解決的業務領域問題時，思考的內容不外乎由兩個部分組成：『業務流程』與『業務規則』。前者，回答了業務活動中先作什麼後作什麼的問題；後者，則回答了遇到什麼狀況時應該怎麼作的問題。二者結合後，獲得咱們須要的業務結果，或者叫做「實現業務目標」。java

再想一想目前學習和掌握的面向對象的一系列方法，又是如何將上述思惟結果映射到軟件中去的呢？我認爲是這樣的：git

對於業務流程，咱們將其表達爲若干對象之間的合做，好比UML裏序列圖的對象與消息，進而具化爲具體的類及其職責，好比類及其若干業務方法。
對於業務規則，咱們將其表達爲若干的判斷邏輯，好比UML流程圖裏的判斷分支，進而具化爲業務方法裏的if-else語句，或者再複雜一點，表達爲工廠、策略等設計模式的實際運用。

而後，我認爲，對於複雜業務規則的梳理，能夠象數學概括法同樣進行演繹：假設一個函數y=f(x)，給定x的定義域，肯定y的值域。特別是在排列組合等方面的一些問題，也常常採用遞歸的方式來解決。因此，從這個角度講，函數式編程更貼近人類思惟習慣，因此讓我天然而然地把目光轉向了它。github

爲何選擇Scala

在選擇具體的函數式編程語言時，我首先想到的是它最好是同時能支持面向對象編程的。由於即使LISP做爲函數式編程語言的先祖，誕生已長達半個世紀，但單純的函數式編程語言與面向對象編程語言相比，在抽象領域概念、組合系統模塊、實現信息隱蔽等方面存在必定的差距，因此一直沒有成爲軟件開發的主流。正則表達式

信息隱蔽原理：在西安電子科大蔡希堯與陳平老師於1993年合做出版的《面向對象技術》一書中是這樣描述的：把需求和求解的方法分離；把相關信息——數據結構和算法，集中在一個模塊之中，和其餘模塊隔離，它們不能隨便訪問這個模塊內部的信息。算法

其次，因爲個人語言路線是從Pascal → C → C++ → C#，因此我但願能選擇一種風格近似於C、強類型的函數式編程語言。在比較了F#、R、ErLang等幾種常見的函數式編程語言以後，我最終選擇了Scala。編程

Scala有何優點

注：如下內容，節選翻譯或參考自《Programming in Scala》第1章、第3章，《Programming Scala》第6章，不算完整意義上的我的心得。設計模式

函數式編程的優點

純的函數是沒有反作用的。不管什麼時候何地，對於一個函數y=f(x)，給定x一定獲得y，不會所以產生二義結果。所以不管對於代碼測試仍是併發，因爲給定輸入一定獲得預期輸出，而不受其餘因素干擾，因此能有效減小Bug產生。
在函數式編程裏，大量使用immutable的值。這意味着函數運算的結果總會建立一個新的實例，避免了一般併發環境下爲防止數據共享衝突而採起的保護機制。儘管這須要額外的Copy操做，但Scala針對性地提供了高效的Copy實現，以及延遲計算等彌補機制。
函數是一等公民。函數做爲表達式的一部分，能夠藉由函數之間的嵌套、組合，實現複雜的判斷邏輯。

Scala語言自己的優點

Scala是面向對象與函數式編程的混合語言，因此能有效結合兩者的優勢。
Scala屬於Java生態圈，能夠在JVM平臺上與Java一塊兒編譯運行，因此許多Java的框架、工具均可以直接應用於Scala語言編寫的項目。
Scala視一切數據類型皆爲對象，且支持閉包、lambda、by-name參數等特性，語法簡潔明快。
Scala使用Actor做爲併發模型，與Akka框架天然契合。這是一種區別於傳統的、基於數據共享、以鎖爲主要機制的併發模型，其特色在於以Actor爲基本單位、沒有數據共享、基於消息傳遞實現Actor之間的協做，所以能夠有效避免死鎖、減小競爭。
最後，若是有朝一日要轉向大數據領域，有Spark這樣的大型框架做爲支撐。知乎：與 Hadoop 對比，如何看待 Spark 技術？

Scala對實踐DDD有何意義

說了那麼多，個人根本目的仍是要將Scala做爲實現DDD的主要武器。那麼試想一下，Scala在咱們實現DDD的過程當中能有哪些幫助呢？我暫且胡侃亂謅以下：數據結構

表示值對象、領域事件等元素更直觀。值對象、領域事件在DDD裏都應該是immutable的，以往多采起POCO形式表示，如今改用Scala裏的val以及case class表示，在語法層面就直觀地代表是不可修改的。
在類的方法層面實現CQRS時有語法支持。用Scala裏的Function（返回類型爲非Unit）對應CQRS裏的Query，保證類的方法沒有反作用；用Procedure（返回類型爲Unit）對應CQRS裏的Command，明確代表這一類方法會產生修改狀態等反作用。這一樣從語法層面就能對兩者進行明確區分。
模式匹配豐富了函數操做。除了正則表達式，Scala形式多樣的模式匹配語法，爲提取數據、完成數據分組聚合等運算、實現邏輯判斷提供了強大支持。好比定義def sum_count(ints:Seq[Int) = (ints.sum, ints.size)這樣一個函數後，咱們能夠這樣調用，以獲得一個1至6的整數序列的整數值合計，及該序列的尺寸: val(sum, count) = sum_count(List(1, 2, 3, 4, 5, 6))。
爲實現DSL提供有力支持。Scala自帶有解析框架，加上靈活的函數語法支持，要本身實現一套DSL及其相應的語法解析器將再也不困難。好比在配置文件裏這樣的一條配置語句，表示退休條件爲年齡達到60週歲或者工齡屆滿30年：retire = (Age >= 60) || (ServiceLength >= 30)。以往的方式是本身寫一個語法解析器，把這條文本轉換成相應的Specification對象，而後扔給聚合去使用。如今有了Scala的幫助，就使編寫語法解析器這一環節的工做量大大減小。
合理的高階函數設計，使規則編寫獲得簡化。好比打折規則、費用報銷規則，以往可能須要若干層的if-else嵌套，如今則將經過高階函數獲得大幅簡化。對此，我強烈推薦劉光聰先生的視頻Refactoring to Functions，你會在劉先生的重構過程當中發現高階函數的強大。
Actor爲高效併發打下基礎。Actor內部徹底自治，自帶用於存儲消息的mailbox，與其餘Actor只能經過消息進行交互，每一個Actor都是併發的一個基本單位。這些特色，很是適合於採起Event Sourcing方式實現的DDD。每一個聚合都比如一個Actor，在聚合內部始終保持數據的強一致性，而在聚合之間交互的領域事件則比如Actor之間的消息，聚合之間藉由領域事件和Saga保證數據的最終一致性。
Trait成爲AOP利器。Trait是Scala的另外一大特點，它就象AOP織入同樣，能動態地給某個類型注入方法或者結構。好比配合類Circuit和with後面那4個Trait的定義，val circuit = new Circuit with Adders with Multiplexers with Flipflops with MultiCoreProcessors這樣就建立了一個帶有加法器、乘法器、觸發器和多核處理器的元件。
隱式實現爲類型擴展提供支持。對應C#裏的靜態擴展方法，Scala經過implicit爲實現數據類型的方法擴展提供了便捷，成爲Trait以外的另外一個功能擴展手段。
能下降常見BDD框架的學習成本。儘管這一點可能比較牽強，但我正在努力摸索如何將BDD與DDD結合，而常見的Cucumber、Spock等一些BDD框架，其語法與Scala比較相近，因此我纔有如此一說。