動作中の言語指向プログラミング（LOP）

Nikolai GrebnevがDDDを使用した設計のトピックを一貫してドメイン言語を使用する必要性に減らしたDomain Driven Designに関する以前の出版物の続きで、この出版物は言語自体の設計と開発とそれらのプログラミング（ JetBrainsエクスペリエンス）



Application Developers Daysソフトウェアアーキテクトの昨年の会議からのMaxim Mazin smaxレポート

レポート動画：

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ftp.linux.kiev.ua/pub/conference/peers/addconf/2011/1a1-language-oriented-programming-mazin.avs.avi

プレゼンテーション

docs.google.com/present/view?id=dccwwvbq_729dxjj82gc

テキストレポート（ Belonesoxが作成 ）

今日は初めてのレポートがあります。プログラミングの言語の話題についてお話します。

私の名前はマキシムマジンです。私はYouTrackプロジェクトのエンジニアとしてJetBrainsで働いています。

YouTrackはバグトラッカーであり、YouTrackの最も魅力的な点は、Language Recordプログラミングを使用して作成されていることです。

これは何ですか これはそのような概念であり、プログラムを作成するとき、最初に行うことは特別な主題指向言語を作成し、次にこの主題指向言語で実際のプログラムコードを記述し始めることを前提としています。



これは何のためですか？ これの使用法は何ですか、そして誰もがそうすることを妨げるものは何ですか-私はこれについて今日話します



ユニバーサルプログラミング言語があります。 Java、PHP、またはC＃言語を使用してプログラミングを行うと、問題が発生します。プログラミング時に大量の定型コードがあります。 このようなコードは時々繰り返されますが、意味のある作業を行うためではなく、コンパイラーがこのコードをコンパイルできるようにするためです。

丸括弧、ドットなどを記述します。

ある種のフレームワークを使用する場合、フレームワークにさらに苦労します。

ライブラリの種類に応じて、ライブラリを初期化し、ウィンドウを開き、いくつかのプロパティを設定する必要があります。

原則として、たとえばC＃などの多くの最新のプログラミング言語では、言語にドメイン固有のコンストラクトを追加する方法があります。



Javaには、同期構造があります。これは、ある種の汎用構造ではなく、並列プログラミングを目的とした特別なサブジェクト指向の構造です。



同様に、C ++では、演算子のオーバーロードがあります。 ここで比較してください。

通常の状況では、同期化されたコンストラクトがない場合、大量のコードを記述する必要があります。

最終ブロックとロックを受け取るブロックは定型コードであり、常に書くのは面白くない。

代わりに、ロックをキャプチャすることができ、リリースを心配しない「同期」DSLデザインがあります。



同様に、C ++には演算子のオーバーロードのメカニズムがあり、複素数などの特別な操作を定義したように見せかけることができます。



これはすべて非常に優れていますが、ご存知のように、Javaの5番目のバージョンから、読み取り/書き込みロックが出現しました。これは、左に示したのと同じスタイルでコードを記述する必要があることを意味します。



つまり あなたはロックをロックし、ロックを解除する必要があります...これはすべて完全に利便性を排除します。

書くことができたら...自分で言語を拡張すれば、さまざまな問題を解決できるでしょう。

たとえば、これらの構成要素、Java言語の言語拡張機能により、特定のタスクセットを解決できます。 しかし、生活の中で私たちは他のタスクに直面しています。 たとえば、Webアプリケーションを作成する場合、データベースを操作したり、Web層を作成したりする必要があります。 このためのDSLはなく、フレームワークのみがあります。



同様に、依存性注入のような概念を使用する場合は、フレームワークも使用する必要があり、さらに悪いことに、複数の言語を使用し、Java、XMLを同時に記述しますが、これはあまり面白くありません。

そして最も重要なことは、言語拡張機能を作成するとさまざまなリスクが生じるためです。



DSLを作成するときにどのような問題が発生しますか。また、DSLを作成するために急ぐ必要があるのはなぜですか。



DSLを作成しようとするすべての人々が直面する主な問題は、言語拡張機能の互換性です。

互換性とは、独立した開発者が作成した2つの言語拡張機能を同時に使用できることを指します。



たとえば。 Javaの場合、いくつかのライブラリとフレームワークがある場合、たとえば

Hibernate、Spring、またはJoda Timeの場合、基本的にコンパイルレベルですべて互換性があります。

つまり プロジェクトでHibernateコンポーネントとSpringコンポーネントの両方を同時に使用できますが、何もあなたを止めることはできません。

ただし、一部のマクロの形式の言語アドオン、またはJava言語にサブジェクト指向のコンストラクトを追加する他の手法がある場合、これらのアドオンは独立して作成されるため、これらのアドオンは常にリスクを伴います互いに競合します。





たとえば、このような非常に単純な例。

どこか便利な機能を備えた拡張機能があり、特に文字列内の式の補間をサポートしているとします。

このような構成を記述できます。「resultCount」の代わりに、この式の値が置き換えられます。

同時に、別の言語拡張機能が提供されます。これにより、何か便利なことができ、特にライン補間も可能になります。 Javaでは、文字列の補間は行われないため、さまざまな人がさまざまな言語拡張機能でリリースすることが予想されます。

そして、構文がわずかに異なると仮定します。 次に、言語拡張機能AとBを使用すると、すぐに回復不能なあいまいさが生じます。ここでこのバズを解釈する方法。

この例は非常に単純ですが、実際には、テキスト情報に基づいてDSLを作成するすべての人が何らかの問題に直面しています。



DSLの作成を妨げる別の問題。 それにもかかわらず、さまざまな拡張機能の難しさと互換性の問題にもかかわらず、DSLを記述することにしたとします。

プリプロセッサを作成し、プログラムにこのプリプロセッサを設定します

DSLが構築され、コンパイルされて、ある種のコード、たとえばバイトコードが生成されます。

または何らかの実行可能コード。

これはすべて非常にうまくいきますが、最近ではIDEを使用せずにコードを書く人はいません。

IDEを使用しないと開発者の生産性が劇的に低下するため、彼らはこれを行うだけではありません。

したがって、このようなDSLを作成するほとんどの場合、開発者、同僚は、共有を取得して共有を使用して何かを書くのではなく、アイデアでJavaだけを使用し、ReSharperでC＃だけを使用することを好む場合がありますIDEがサポートされていないためです。



IDEサポートとは、最新のIDEが開発者に提供するすべての機能を指します。 つまり これは、構文の自然な強調表示、コンパイル前のエラーの強調表示、リファクタリング、バージョン管理との統合、その他すべてです。

そして、はい、それは言語の作成自体に注意することができます

これは解決された数学的問題です。

構文を表す例がある場合は、コンパイラを作成できます。

ただし、コンパイラコンパイラを使用しても、時間がかかります。



そして、言語指向プログラミングに深く没頭しているなら、つまり さまざまな拡張機能の構築を開始すると、互換性の問題は新しいレベルに進みます。 つまり 文法レベルだけでなく、たとえば型システムのレベルでも互換性があります。

つまり 2つの独立した拡張機能がある場合、これら2つの拡張機能の型システムが正常に機能し、相互に正規化される必要があります。



DSLを何らかの形でサポートするために、これを行うためのさまざまな試みがあります。トピックは非常にホットです。ここでは、NemerleとOCamlを追加できます。DSLを作成するための非常に多くの異なるツールがあります。

Eclipsa内には、文法を記述し、IDEをサポートするDSLのようなものを取得できるXTextフレームワークがあります。



それらにはすべて問題があります。 主な問題は、テキスト文法に焦点を合わせているという事実に起因しています。

そして、彼らはテキストの文法に焦点を合わせているため、デザインの互換性の問題を回避する機会はありません。



しかし幸いなことに、当社のJetBrainsでは、MPS環境が作成されました。



MPSは、主に言語の作成と拡張を目的としたメタプログラミングシステムの略で、作成後すぐにIDEがサポートされるような拡張機能を備えています。



テキスト文法は必然的に問題を引き起こすと何度も言ってきました。 したがって、自然な解決策は、AST→抽象構文ツリーを直接操作し、プログラマに直接、抽象構文ツリーを直接作成させることです。



これまでに試みが行われましたが、原則としてそのような試みはダイアグラムの編集に帰着します。

ある意味でチャートが描かれます...私の子プログラムはプロパティを大幅にプログラムし、ダイアグラムを描き、写真を取得し、これらの写真を収集し、コードを取得します。

問題があります-これらの絵を描くのは不便です-つかむ、ドラッグする、マウスで不快です。

私たちプログラマーは、コードを手動で書く習慣があります。

したがって、プロジェクションエディターの概念はMPSに実装されています。



何言ってるの？ ここに抽象的な構文ツリーがあります。 つまり これは、パーサーがプログラムを解析したときに取得されるプログラムの表現です。

同時に、テキストのようなものに投影されます。



この構文ツリーの各ノードには、対応するセルがあります。

TeXに精通している人は、ほぼ同様の概念を持っている必要があります。

同様に、セルを持っている各要素について、セルはさらに大きなセルにマージされます。

この場合、これらのセルに書き込むとき、または何らかの方法でそれらのセルに影響を与えると、すぐにこの木材に影響を及ぼします。

同時に、MPS開発者としての私たちの目標は、テキストではなく木片で直接作業していることをまったく感じないようにすることです。 これはもちろん問題ですが、IDEAを使用している人は、IDEA、Eclipse、または他の場所でテキストを編集するとき、テキストも編集しないことを理解する必要があります。何かに変わります。

Eclipseの場合、これはより多くのテキスト編集です; IDEAの場合、これはさらに少ないテキスト編集です。



このようなプロジェクションエディタにはプラスの側面があり、マイナスの側面があります。

ポジティブは明らかです。 私たちには、テキスト文法、テキスト、テキスト文法の問題、矛盾はありません。すべてに互換性があり、すべてが非常に優れています。

マイナス面は、テキスト編集とはまだ多少の違いがあることです。 同時に、問題。 実際、その中毒は...私たちの経験では、MPSを使い始めた人々は、約2週間MPS内のプログラミングスタイルに慣れています。

つまり これらの2週間の間に、彼らは不快で、彼らにとって珍しい、テキストエディタでのプログラミングとは異なる何かについて、何らかの肯定的なフィードバックを提供することができます。

2週間後、彼らはそれに慣れ、以前と同じ速度で仕事を始めます。

ダウンロードして使用を開始すると、より多くのフィードバックが得られ、プロジェクションエディタをテキストエディタのように見せることができることを願っています。



アイデアはこれです。 言語を作成するときは、言語のメタモデルとその抽象構文を書き出し、型システムを指定し、特定の構文を記述し、コンパイラーに加えて言語を自動的に取得し、さらにその言語のコードを処理するMPSテストを行います。



MPSの内部では、MPSとともに、多くの既製の拡張機能が提供されています。 すべてJavaで生成すると、Java向けの言語スタックができあがります。

MPSと一緒に、クロージャーを操作するため、コレクションなどでさまざまな言語拡張機能が提供されます。 また、XMLを操作するための特定の数の言語は、作業するのに愚かです。 つまり XMLを入力できます。最も重要なことは、コードからXMLを生成することです。



まあ、言語を作成するために設計された多くの言語もあります。

言語の作成という点でのMPSは非常に正直です（??? 16:20）

デモンストレーションの代わりに-↑のように表示されます。

私は自分のコンピューターからは見せないので、デモに興味がある人は皆、廊下のスタンドに招待します。

次に、言語構成のDSLサポートの追加と追加がどれほど簡単かを確認してください。



実際、私が伝えたかったのはこれだけです。いくつかの重要なことが残っています。



MSPは、言語拡張の作成に適しているだけではありません。 Javaに欠けている構造を追加できるだけでなく、独自のDSLを作成することもできます。

たとえば、Martin Fowlerは自分の財務諸表を説明する言語を作成しました。



さらに、MPSの助けを借りて、YouTrackを作成しました。このような大きなバグトラッカーは、多くのコード（生成）を使用するという意味で大きなものです。 しかし、私の以前の開発経験は、私たちが書いて編集するコードは意味があり、このコードは非常に小さいことを教えてくれます。

再び興味を持って、エディタでコードがどのように見えるか、テーブルがいくつあるかを出力で見ることができます。

抽象化レベルが非常に高くなるため、コードは十分に小さくなります。

YouTrackの開発用に一連の言語が作成されました。これらの言語の一部はオープンで、一部はクローズされています。

彼らはまだ販売品質に達していないので、私たちは彼らをまだ渡しません。



ここでは、アプリケーションは本物のライブです。



MPSにはプラスの機能があります。 Apache 2.0のライセンスが付与されており、完全に無料で、商用利用も可能です。



こちらからダウンロードできます。

www.jetbrains.com/mps



MPSブログ：

blogs.jetbrains.com/mps



質問がある場合は、質問することをお勧めします。 （18:46）