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DSL

(領域專用語言)

鎖定
所謂領域專用語言(domain specific language / DSL),其基本思想是“求專不求全”,不像通用目的語言那樣目標範圍涵蓋一切軟件問題,而是專門針對某一特定問題的計算機語言。DSL之於程序員正如伽南地之於以色列人,是最初也是最終的夢想。幾乎自計算機發明伊始,人們就開始談論DSL使用DSL了。而前幾年隨着被譽為“Web開發領域專用語言”的Ruby on Rails迅速走紅,DSL又一次成為人們討論的熱點話題。
很多人都認為,DSL將會是軟件業的“next big thing”。然而隨着DSL的日益流行,圍繞着DSL出現了很多質疑和誤解,比如下面這幾個:
1. DSL的目標受眾是非程序員,業務員或者最終用户
在很多人的心中,DSL等同於“非程序員的編程語言”(programminglanguage for non-programmers),因此DSL的最終受眾應該是非程序員,一切不直接被最終用户使用的DSL都不是真正的DSL,僅僅是另一種使代碼看起來不像代碼的無聊技巧。
這是一個很有趣的觀點,事實上在計算編程語言發展的歷史上,的的確確出現過“非程序員的編程語言”,而且還非常有名,它們就是FORTRAN,COBOL這些第一代高級語言。在當時的那個時代,計算機的主要目的是科學計算,而程序員則是專指那些擺弄開關,繼電器,紙帶以及彙編語言的geek們。而計算機的主要受益者非程序員——也就是那些學者和研究員——不得不委託這些人幫助它們完成從數學公式到機器指令的轉換。於是第一代高級語言的主要目的是縮短計算公式和可執行的代碼之間的差距(比如Fortran),或者是簡化信息管理員的日常工作(比如COBOL)。有趣的是,恰恰是這些當年的“非程序員”把軟件開發發展成了一門正當且頗為體面的職業。
其實當年的“非程序員的編程語言”與的DSL境況頗為相似,所不同的是,當代企業級信息系統更為複雜,所關注的焦點逐漸從計算轉移到數據上,業務領域和計算機的物理過程也不再具有簡單直接的對應關係了。而且隨着社會分工細化,就算是通過DSL,我們仍然不太可能把那些衣冠楚楚的HR們,銷售們,部門經理們統統拉下水變成新新程序員。
我仍然要承認,以最終用户為目標受眾的DSL是一個很引人側目很有意思的主意,但是在相當長的一段時間內都是不太現實的。或許我們需要新的方法(比如精益)來協調IT部門和業務部門,或許我們需要全新的軟件工程理論,或者某些非常具有獨創性的工作方式。
2.DSL = 整潔的代碼
這種觀點與前面的觀點正好相反,把DSL完全當作程序員的遊戲,把一切能將代碼寫得整齊好看的技巧都歸結為DSL。雖然從形式上看DSL和“整潔的代碼”都具有簡潔清晰的特徵,但並不能因此將簡單將兩者草率地歸為等同。從概念上説,程序的編寫過程就是把業務領域中的問題通過代碼或者程序模型表達出來:
由於計算機的程序模型較為單一(歸根結底都是運算和存儲),就算是在面向對象技術成為主流,通常情況下,計算機程序不太可能做到與業務領域中的概念一致,或者具有某些直覺的對應。也這正是因為這樣,軟件的修改和可維護性並沒有想象中的容易。我們必須不斷地將業務領域中的概念轉換成相應的代碼模型,然後再進行修改。這種間接性直接造成了軟件的複雜度。
而DSL的主要目的就是要消除這樣的複雜度(或者説,以構造DSL的複雜度代替這種複雜度),DSL就要是要以貼近業務領域的方式來構造軟件。因此,DSL的簡潔性往往是一種思維上的簡潔性,使我們不用費太多的氣力就能看懂代碼所對應的業務含義。
從這裏我們可以看出DSL和“整潔的代碼”的根本不同,“整潔的代碼”只是泛泛的要求代碼簡潔易懂,而不太在意是否貼近業務領域。比如對於一個J2EE開發者來説,DAO,DTO,FormBean,Action已經足夠清晰了,但是這卻跟DSL沾不上一絲的關聯。DSL更注重強調使用業務詞彙,儘可能貼近業務模型來編寫代碼,使業務模型和程序模型之間具有簡潔的對應關係。因此我們不能將DSL等同於“整潔的代碼”,只能説DSL是一種“整潔的代碼”而已。
3.DSL必須以文本代碼的形式出現
Domain Specified Language顧名思義,是一種語言,因此DSL一定是文本代碼形式出現的,不是通過文本代碼描述的就不是DSL。
我們之所以偏愛使用文本代碼,主要是由於文本代碼易於修改且修改效率極高。多年來軟件工程實踐表明文本代碼是最有效率的編輯形式。但是對於DSL,問題則有些不同。
正如我們前文所説過的,DSL首要的目的,是使程序儘可能地接近業務領域中的問題,從而消除不必要的間接性和複雜性。對於大多數業務領域而言,文本代碼的形式已經足夠好了,我們可以很容易通過特定格式的文本,描述業務領域中的問題。然後也確實存在着一些較為特殊的領域,在這些領域中,文本代碼並不是最佳的表現形式。為了更好的貼近業務領域中的概念,我們可能會選擇使用一些圖形化的DSL。比如時下頗為流行的一個DSM(Domain Specific Modeling)工具GEMS(Generic Eclipse Modeling System)中就大量地使用了不同的圖形化的DSL來表述系統的各個不同側面。所以我們並不能簡單的把DSL侷限在文本形式上面。
4.DSL的語法應該儘可能地接近英語或者其他自然語言
由於大多數DSL是描述性的,因此我們應該儘可能地讓DSL接近日常使用的英語或者其他自然語言,這樣可以增強DSL的表現能力。
業務自然語言(Business Nature Language)是DSL的一個重要分支。它的產生是基於這樣的一些事實:對於大多數企業應用而言,使用一些類似自然語言的語法和結構構造DSL是不錯的選擇;通過業務自然語言,可以推動和促進業務人員和程序員之間的溝通;類自然語言的DSL相較其他形式的DSL重用起來較為容易。正是由於上述這些特點,BNL類DSL在DSL的實踐中是最流行的。我個人就曾在三個不同的項目裏實現了針對不同領域的BNL類DSL,我甚至在Smalltalk語法的基礎上修改提煉,得到了一種具有通用語法表達的腳本語言。利用它可以方便地構造DSL。
雖然BNL是我實踐得最多也是最為喜愛的一種DSL形式,通過前文的分析,我們仍然不能把它當作唯一的DSL形式。我們必須時刻謹記,DSL的首要目的,是使程序儘可能地接近業務領域中的問題,從而消除不必要的間接性和複雜性。合理且恰當地選擇語法形式永遠是構造DSL的重中之重。