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日志

 
 

支持smp的可伸缩的编程语言:Scala(spark的开发语言)  

2015-03-24 17:15:16|  分类: big-data |  标签: |举报 |字号 订阅

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          Scala是一门多范式的编程语言,一种类似java的编程语言,设计初衷是要集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。Scalable Language(可伸缩的语言),是一门与go-lang/Erlang一样具备直接支持smp(多路cpu)的语言。

编程语言简介
         Scala编程语言抓住了很多开发者的眼球。如果你粗略浏览Scala的网站,你会觉得Scala是一种纯粹的面向对象编程语言,而又无缝地结合了命令式和函数式的编程风格。Christopher Diggins认为:
       不太久之前编程语言还可以毫无疑义地归类成“命令式”或者“函数式”。Scala代表了一个新的语言品种,它抹平了这些人为划分的界限。
       根据David Rupp在博客中的说法,Scala可能是下下一代Java。这么高的评价让人不禁想看看它到底是什么东西。
Scala有几项关键特性表明了它的面向对象的本质。例如,Scala中的每个值都是一个对象,包括基本数据类型(即布尔值、数字等)在内,连函数也是对象。另外,类可以被子类化,而且Scala还提供了基于mixin的组合(mixin-based composition)。
       与只支持单继承的语言相比,Scala具有更广泛意义上的类重用。Scala允许定义新类的时候重用“一个类中新增的成员定义(即相较于其父类的差异之处)”。Scala称之为mixin类组合。
        Scala还包含了若干函数式语言的关键概念,包括高阶函数(Higher-Order Function)、局部套用(Currying)、嵌套函数(Nested Function)、序列解读(Sequence Comprehensions)等等。
        Scala是静态类型的,这就允许它提供泛型类、内部类、甚至多态方法(Polymorphic Method)。另外值得一提的是,Scala被特意设计成能够与Java和.NET互操作。Scala当前版本还不能在.NET上运行,但按照计划将来可以在.NET上运行。
        Scala可以与Java互操作。它用scalac这个编译器把源文件编译成Java的class文件(即在JVM上运行的字节码)。你可以从Scala中调用所有的Java类库,也同样可以从Java应用程序中调用Scala的代码。用David Rupp的话来说,
它也可以访问现存的数之不尽的Java类库,这让(潜在地)迁移到Scala更加容易。
           这让Scala得以使用为Java1.4、5.0或者6.0编写的巨量的Java类库和框架,Scala会经常性地针对这几个版本的Java进行测试。Scala可能也可以在更早版本的Java上运行,但没有经过正式的测试。Scala以BSD许可发布,并且数年前就已经被认为相当稳定了。
         “为什么我要使用Scala?”
         Scala的设计始终贯穿着一个理念:创造一种更好地支持组件的语言。(《The Scala Programming Language》,Donna Malayeri),也就是说软件应该由可重用的部件构造而成。Scala旨在提供一种编程语言,能够统一和一般化分别来自面向对象和函数式两种不同风格的关键概念。

藉着这个目标与设计,Scala得以提供一些出众的特性,包括:
* 面向对象风格
* 函数式风格
* 更高层的并发模型
        Scala把Erlang风格的基于actor的并发带进了JVM。开发者可以利用Scala的actor模型在JVM上设计具伸缩性的并发应用程序,它会自动获得多核心处理器带来的优势,而不必依照复杂的Java线程模型来编写程序。

* 轻量级的函数语法
o 高阶
o 嵌套
o 局部套用(Currying)
o 匿名
* 与XML集成
o 可在Scala程序中直接书写XML
o 可将XML转换成Scala类
* 与Java无缝地互操作

Scala的风格和特性已经吸引了大量的开发者,比如Debasish Ghosh就觉得:

我已经把玩了Scala好一阵子,可以说我绝对享受这个语言的创新之处。
          总 之,Scala是一种函数式面向对象语言,它融汇了许多前所未有的特性,而同时又运行于JVM之上。随着开发者对Scala的兴趣日增,以及越来越多的工具支持,无疑Scala语言将成为你手上一件必不可少的工具。

          Scala与Groovy的对比
 
Scala和Groovy之间的核心区别在于前者是静态类型的。有些人可能争辩说这使得达到脚本化目标变得更加复杂了,而脚本化正是Groovy的动机。然而,Scala有完整的体系特征,这使Groovy看上去更像个玩具。比如,Scala有“sequence comprehensions”。该要素导致对算法的表述非常紧凑和强大。
Scala还有更多被证明是非常有用的特性,如嵌套类,currying和代数类型模式匹配。它还支持类似于JDK1.5所增加的泛型和注解。这些还都只是冰山一角。
之后,Derek Young撰文“Scala对比Groovy:静态类型是性能的关键”。在文中他举了一个实际的例子,试图说明针对同样的算法,Scala的性能远高于Groovy。
然而,Scala并不是尽善尽美的,它也有一些明显的缺陷。Rick Hightower在发表的一篇博客中,尖锐地批评了Scala的语法问题:
Scala并不是更好的选择。在阅读了Scala的文档之后,我的想法是:虽然这种语言的特性听起来挺好,但是语法却让我想放弃。为什么事情非要为了不同而不同?Scala让Groovy看起来比以前更加美味可口。
憎恨是个很强烈的词。我恨Scala的语法。请不要再推进这种语法了。……Scala有好的思想吗?有。借用过来就行了……
总而言之,Scala看起来像下一个被过度宣传的语言。只需要把其精华引入到Groovy中,然后扔掉那些糟糕的语法。我最喜欢的Scala特性是推理类型和强类型。C#3.0也有这些。(我不用C#,不见得我不喜欢它的一些特性。)
Rick Hightower还建议Sun应该在Groovy上进行投资,而不是对JRuby作无谓的投资。
Groovy更像Java,更容易上手,语法也让开发者不反感。为什么Sun在JRuby上投那么多钱呢?
投资应该给Groovy。这样了解Java的开发者可以更快地学习Groovy,而且如果有工具支持他们,那么就更可能这样做。
为了说明Sun投资在Ruby上的不明智,Rick Hightower还引用了一幅统计图表来说明企业采用Ruby的趋势还是比较低的:
498)this.style.width=498;">

另外,无论是Ruby、Scala还是Groovy都有对应的Web框架,且对应的框架都是用各自对应的语言编写的。这些框架分别是Rails、Lift和Grails。尽管Lift和Grails中的许多东西都从Rails借鉴来的,但是Grails对其他已有Java技术框架进行了很好的继承,这无疑会保护用户或厂商在这方面的已有投资。Grails框架参考文档中这样描述:
Grails构建在这些概念之上,并且显著地减少了在Java平台上构建Web应用的复杂程度。不同的是,这些是建立在已确立的如Spring和Hibernate这样的Java技术之上的。
Scala和Groovy两种语言都在快速发展的过程中。就情况来看,Groovy的优势在于易用性以及与Java无缝衔接,Scala的优势在于性能和一些高级特性,如果在发展过程中两者能互相借鉴对方的优点来充实自身,对开发者来讲无疑是福音。正如第一篇所引用的博客作者最后提到的那样:
大家并不想看到一场殊死斗争,而是想看到更注重实效思想的Groovy团队能与更具有学术思想的Scala团队一起合作,制作出一门既强大又易用的语言。
 
Scala 发音为 /?skɑ?l?, ?ske?l?/)是一种多范式的编程语言,设计意图是要集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。

平台和许可证
Scala运行于Java平台(Java虚拟机),并兼容现有的Java程序。它也能运行于Java ME, CLDC(Java Platform, Micro Edition Connected Limited Device Configuration)上。还有另一.NET平台的实现,不过该版本更新有些滞后。
Scala的编译模型(独立编译,动态类加载)与Java和C#一样,所以Scala代码可以调用Java类库(对于.NET实现则可调用.NET类库) 。
Scala包中包含了编译器和类库,以BSD许可证发布。
 
       2009年4月,Twitter宣布他们已经把大部分后端程序从Ruby迁移到Scala,其余部分也打算要迁移。此外, Wattzon已经公开宣称,其整个平台都已经是基于Scala基础设施编写的。

特性

面向对象特性
Scala是一种纯面向对象的语言,每一个值都是对象。对象的数据类型以及行为由类和特征(Trait)描述。类抽象机制的扩展有两种途径。一种途径是子类继承,另一种途径是灵活的混入(Mixin)机制。这两种途径能避免多重继承的种种问题。[3]
函数式编程
Scala也是一种函数式语言,其函数也能当成值来使用。Scala提供了轻量级的语法用以定义匿名函数,支持高阶函数,允许嵌套多层函数,并支持柯里化 。Scala的Case Class及其内置的模式匹配相当于函数式编程语言中常用的代数类型(Algebraic Type)。[3]
更进一步,程序员可以利用Scala的模式匹配,编写类似正则表达式的代码处理XML数据。在这些情形中,顺序容器的推导式(comprehension)功能对编写公式化查询非常有用。
由于JVM不支持尾部递归,Scala也不能完全支持尾部递归优化。不过,在简单的情况下,Scala编译器可以把尾部递归优化成循环。
以下代码以函数式风格实现了快速排序算法,可以与Erlang快速排序的例子做个比较:
def qsort(list: List[Int]): List[Int]=
list match{
case Nil => Nil
case pivot::tail =>
qsort(for(i <- tail if i < pivot)yield i)::: pivot :: qsort(for(i <- tail if i >= pivot)yield i)
}
静态类型
Scala是具备类型系统,通过编译时的检查,保证代码的安全性和一致性。类型系统具体支持以下特性:
泛型类,型变注释(Variance Annotation),类型继承结构的上限和下限,把类别和抽象类型作为对象成员,复合类型,引用自己时显式指定类型,视图,多态方法。
扩展性
Scala的设计承认一个事实,即在实践中,某个领域特定的应用程序开发往往需要特定于该领域的语言扩展。Scala提供了许多独特的语言机制,可以以库的形式轻易无缝添加新的语言结构:
任何方法可用作前缀或后缀操作符,可以根据预期类型自动构造闭包。联合使用以上两个特性,使你可以定义新的语句而无须扩展语法也无须使用宏之类的元编程特性。
使用Scala的框架
Lift是一个开源的Web应用框架,旨在提供类似Ruby on Rails的东西。因为Lift使用了Scala,所以Lift应用程序可以使用所有的Java库和Web容器。
测试
以下是测试Scala代码的一些方式:
ScalaTest ScalaCheck,类似于Haskell的QuickCheck的一个库specs,一个用于Scala的行为驱动的开发工具库JUnit内置的Scala库SUnit已经不赞成使用,将会在2.8.0版中移除,见SUnit文档。
范例
以下是用Scala编写的典型的Hello Scala中文程序:
object HelloScalachina extends Application { println("Hello, Scala中文!")}

object HelloScalachina {def main(args: Array[String]){ println("Hello, Scala中文!")}}
请注意它与Java的Hello Scala中文应用程序有哪些相似之处。一个显著区别在于,Scala版的Hello Scala中文程序没有把任何东西标记为static,而是用object 关键字创建了一个单件。
假设该程序保存为HelloScalachina.scala文件,接下来可以通过以下命令行进行编译:
> scalac HelloScalachina.scala
若要运行:
> scala -classpath . HelloScalachina
这与编译和运行Java的“Hello Scala中文”程序是不是很像呢?事实上,Scala的编译和执行模型与Java是等效的,因而它也兼容于Java的构建工具,比如Ant.
直接使用Scala解释器也可以运行该程序,使用选项-i (从文件加载代码)和选项-e (若要运行额外的代码,就得实际执行HelloScalachina对象的方法)即可:
> scala -i HelloScalachina.scala -e 'HelloScalachina.main(null)'
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