领域专用语言(DSL)

原文: DomainSpecificLanguage     

所谓领域专用语言(domain specific language / DSL),其基本思想是“求专不求全”,不像通用目的语言那样目标范围涵盖一切软件问题,而是专门针对某一特定问题的计算机语言。几乎自计算机发明伊始,人们就开始谈论DSL使用DSL了。

Unix社群是一个频繁使用DSL的社群,他们通常称之为小语言或迷你语言。(关于这一传统,Eric Raymond的《 Unix编程艺术 》有上佳 探讨 。)要构建一种DSL,按最常见的Unix风格的做法,就是先定义它的语法,然后通过代码生成技术把DSL代码转成一种通用语言代码,或者写一个这种DSL的解释器。Unix有很多工具能让这件事做起来轻松些。我为这类DSL定了一个术语:“ 外部DSL ”。XML配置文件是外部DSL的另一种常见形式。

DSL也是Lisp和Smalltalk社群的一项重要传统,但方式不同,他们不是动手新造一套语言,而是让Lisp或Smalltalk这种通用目的语言换个颜面变成DSL。(Paul Graham的文章《 自底向上编程 》对此有精彩讲述。)利用编程语言自带的语法结构定义出来的DSL,我称之为“ 内部DSL ”,也叫做“ 内嵌DSL ”。这是种通用策略,不仅适用于Lisp和Smalltalk,用任何语言都可以这么做,我面对问题时总是考虑着用这种策略定义出具有DSL功能的东西来解决,不过Lisp和Smalltalk程序员走得要深远得多。

关于这两类DSL,在我最近的文章《 语言工作台(Language Workbench) 》中有进一步的例子,我希望DSL能使用得更普遍,文中详细讨论了这两种风格各自的优缺点,还介绍了语言工作台工具的最新进展。

直到出现了一位人物,原本内外分流的DSL走向了一个有趣的汇合,他就是 PragDave 。沿袭Unix的传统,用本主义程序员们(The pragmatic programmers)老早就是DSL粉丝了(《 用本主义程序员 (中译本链接) 第十二节对这个话题的讨论引人入胜——我干脆把它称作“用本要义12”好了)。Dave在一次富有见地的访谈里说到,尽管代码生成是他的惯用技术,但在用Ruby编程时很少用到。

我做设计时,经常借构建一套DSL的思路来类推——有意把class和方法设计成DSL的样子。不论用什么语言,我都尽量这么做,如果做不到,我就乐得转用代码生成技术了。在我们ThoughtWorks公司的较大型系统上,代码生成以及类似的技术使用得非常普遍。

什么时候需要把DSL和主语言划清界线,我认为这个问题的答案因主语言而异,用Smalltalk时我几乎从没感觉有必要分离出一种DSL来,而这种需求在用C++/Java/C#时则非常常见。

因此,我认为有的语言适合设计内部DSL,有的不适合。适合的是那种“一条道跑到黑”的风格简约的语言,它们在某一方面比其他传统语言走得更远更纯粹(例如Lisp的函数式风格,Smalltalk的“对象-消息”思想),这是我分析Lisp和Smalltalk得出的结论。再看Ruby,它比前两者更常规化一些,也比它们都庞大,但仍不失为一门用来构建内部DSL的好语言。

这么看来,语言设计者需要对语言的精练程度有一个良好的决策,既要保证常规性内容可以轻松地表达,又要为原本费神的复杂东西提供舒适的语法支持。总之,我认为这是非常重要的一点。我喜欢用Smalltalk和Ruby的程度比喜欢用Java或C#的程度高那么多,其原因我总是觉得难以言传,最常听到的解释是静态类型与动态类型的区别所致,但我总觉得这个说法并没有抓住要害,更接近两者区别本质的是它们对构建内部DSL友好程度的差异。

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