Scala学习杂谈

Posted 2021-04-25 小熊的技术之路

项目中需要使用Scala+Play Framework，之前一直使用命令式和面向对象的语言为主，这次接触Scala顺带学习了函数式的编程思想，感受颇深，这篇文章主要是一些学习心得。Scala使用了快半年，我的感触是它和C++一样，给予了程序员非常大的自由，它的主要设计思想应该在Scalable, 即可扩展性。作为一个诞生于2004年（正式发布）的晚辈语言，它充分吸取了Java, C++乃至C#的一些思想，个人认为是一门很有特色的语言。

学习Scala我主要按顺序看了下面的资料：

1. twitter的scala课程；

2. 书：scala for the impatient;

3. 书：Programming in Scala;

Why Scala

作为同样运行在JVM之上的语言，Scala在设计的时候就吸取了很多Java的经验和教训，下面是我感触最深的几个：

string comparsion

no checked exception

这个见仁见智，但是在书<Programming in Scala>中提到，Java中增加checked exception是为了让程序员处理和考虑程序中可能抛出的异常，但是大部分程序员为了编译通过直接try...catch掉所有异常，导致程序运行时出现问题无法通过异常来处理。这其实是设计思想的哲学，Scala不愿意去限制程序员而是去帮助他们，Java这个feature的设计其实是强制程序员去遵守规则，反而引起了新的问题。这个有点像政府的政策实施，本意是好的，结果却造成了更大的问题。

mutli-thread support using Futures/AKKA

Java中使用多线程，比较方便的方法只有Execute框架，但是依然不够方便，因为其中的Future.get是阻塞式的，想要写出非阻塞的代码只能自己再创建一个线程去get，然后通过共享变量去传递，这个不仅容易出bug，也非常不好维护，所以本质上Java的多线程开发是基于锁机制的。

Scala本身FP的编程方式就是对并行友好的，例如val设置不可变变量，而Future则是一种非常方便的多线程开发框架。Future本身代表了一段需要异步执行的代码，而这个线程的创建，管理和注销由框架负责，也就是说程序员只需要写异步的代码即可，具体异步的执行不用理会，这使得编写全异步的代码变得非常简单，著名的基于Scala的Web框架Play Framework就是一个大量使用Future的异步模型，这使得部署了Play的机器单机就可以处理大量的请求，而不用把时间和资源浪费在I/O上，详见这篇文章。

除此之外，Scala还有另一个非常著名的AKKA框架提供基于Actor模型的并发编程，所以Scala是一门对异步非常友好的语言。

Why Scala is Scalable?

我之前在开头提到过，Scala的设计哲学之一就是Scalable。这个在各种语法特性的设计上都有体现。

operators are methods, methods can also be used like operators

操作符即函数，相比于Java不允许对操作符进行重载，Scala则要灵活的多，不但是我可以自由定义操作符，连本身的内置的操作符本质上也是函数，通过操作符我们可以实现很多看起来像内置操作符的特性，例如AKKA里面的消息发送原语。

control abstraction

控制抽象，因为有了高阶函数等特性的存在，我们可以把控制抽象出来当作参数传递，这样可以有效的减少代码重复，提高代码可读性。

而Scala更进一步，开发者可以自由扩展出很多控制结构，就像Scala内置的while, for等一样，最后这一点充分说明了其扩展性的强大之处。这里面主要使用的语法特性是currying以及by-name parameter.

我们要自定义任何一个控制结构只需要实现一个函数，这个函数接受一个高阶函数作为参数，同时使用by-name parameter可以在高阶函数是空参数时，调用时不用写括号。详见下面的例子：

这个时候twice是不是看起来很像一个内置的控制结构？这种特性对于写库很实用。

combinator parsing

这个特性我在刚看到的时候也有点小惊讶，Scala居然提供了内置的Domain Language实现一个简单的解析器！这样我们实现简单的内置语言就十分方便了，我们只要定义好语法结构和范式，直接按照语法生成规则写即可。

traits and implict convertion together make rich wrapper for certrain classes

我在使用Scala的过程中发现，其实Scala用的是Java的String，但是却有比Java的String更加丰富的操作，这是怎么实现的？为了一探究竟，我首先定义了下面的测试代码：

接着我使用scalac的-Xprint:typer选项来查查是否有隐式转换，一看果然有：

我们看到，str这个变量在调用count方法时，编译器发现没有在String内找到这个方法，所以使用了Predef里的隐式转换augmentString。而这个的定义在翻看Predef的代码可以看到：

这个String其实被转换成了StringOps类型，但是StringOps里并没有count函数，我发现这个类mix了StringLike这种trait，  并一级一级mix了  TraversableOnce, 而count就在这里定义了。通过trait可以非常方便的丰富任意瘦接口，使得扩展方法变得非常方便，而隐式转换则使得调用方在无感知的情况下就可以调用。

How to learn Scala?

可以说，Scala就是为扩展而生的，理解Scala的关键就是扩展，这也是很多Scala语法的设计思想，也正是因为此，Scala的缺点也很明显，学习曲线很陡峭，从新手，到能看懂一般人写的代码，到最终自己写代码，以至于写出scala native的代码，需要花费大量的时间，这里基于我自己走过的路，对于即将和刚学习Scala不久的同学给点建议吧：

1. 永远按照自己的学习需求来做投入，如果只是需要看懂别人写的代码，则不必花太多时间，毕竟Scala的学习曲线是很陡峭的，建议看看孟岩老师写的这篇文章：《快速掌握一个语言最常用的50%》；

2. 新手阶段，结合twitter的scala课程和scala for the impatient就足够了，可以对基本语法做个详细了解；

3. 想要更加细致的了解，需要看看Scala作者的这本书Programming in Scala；

4. Scala有很大一块是函数式编程，这块语法糖实在太多，需要了解under the hood，就要开始吭红宝石书《Functional Programming in Scala》;

5. 学习下Scala周边的东西，例如AKKA；

6. 再学有余力，可以啃Scala的Specification了;

当然学习任何语言都有一个铁律，那就是不断的练习，而且是刻意练习。