领域特定语言，被忽视多年的编程利器

Domain Specific Languages-书评

作者不用多介绍了，Martin Fowler，秃顶大叔，重构、UML精粹、企业应用架构模式等一流畅销书的作者，Thoughtworks的Cheif scientist，OO的bigot，XP的zealot，NB的一塌糊涂。

和之前Maritin的书不太一样，这本书的篇幅甚巨，达到了640页的篇幅，而我的mobi电子版则更恐怖，1400页的篇幅差点让我认为买错了。不过好在Martin把本书分成了前后两个部分，用他的话说，this is a duplex book。前面的部分对DSL的各个要点做一个quick tour，大概200页的篇幅，后面的400多页从内部DSL到外部DSL、从代码生成到计算模型简介，覆盖了当今几乎所有DSL的技巧。书中的代码多数为Ruby Java和C#代码，而且需要注意的是，相对于Martin以往的书，这本书的代码量大了不少，所以做好RTFC的准备。

DSL是什么？

首先给出Martin对DSL的定义：

        Domain-Specific Language：A computer programming language of limited expressiveness focused on a particular domain

在计算机领域，DSL比比皆是，你可能用到过它但却毫不知情。从Windows里的ini配置文件，到主流编程语言的正则表达式，它们都是DSL：聚焦一个特定的领域，极易读懂，功能很少，异常简洁。

为什么要用DSL？

就拿最最常用的正则表达式为例："d{3,4}-d{6,8}"，稍微有点编程经验的人立刻就能看出来这个诡异的串所代表的含义，如果需要做什么修改也是非常简单。想象一下如果用程序来实现这个正则表达式的功能（匹配一个电话号码）会是一件怎样的工作，再想想对这个程序进行阅读、修改或是扩展是一样怎样的工作，你就可以体会到正则表达式可以为程序员带来多大的便利。

所以说，从开发者的角度来看：DSL是一种用于提高生产力的手段；而更重要的，从客户的角度来看：DSL在开发者和领域专家之间建立起了一座桥梁，从而使开发者能迅速的构建出满足客户需求的软件。本书的封面是一座大桥，我想Martin就是想借桥梁来隐喻DSL的作用。

为什么会有这本书？

DSL并不是一个新的概念，实际上，从六七十年代就已经有DSL的概念了（从某种程度上来说，COBOL和FORTRAN也算是DSL，一个面向商业，一个面向科学计算），然后有Regexp，再到现在的RoR，无一不采用了DSL的思想。那为什么Martin花那么长时间去写这本书呢？是因为DSL一直是一种隐性的知识或是技巧，并没有书面上的记载，这大大局限了DSL的使用。就像Design Pattern建立了OO模式的词汇表一样，Martin试图用此书建立一个DSL的词汇表，以促进DSL开发者之间的交流，加速DSL的发展。

Fred Brook在Mythical man-month提到过：让我看你的流程而不让我看你的数据结构，我仍然一头雾水；让我看你的数据结构，我就不需要再看你的流程了，那将是显而易见的。简单的说，数据结构选对了，代码将会顺理成章；数据结构选错了，代码将会一塌糊涂。

这种说法同样适合于语言，即使是通用语言（General Purpose Language），也有其适合和不适合的领域。选一门和问题域尽可能接近的编程语言，会大大简化你的开发。不要听信一些人所谓的狗屁语言无关论思想重要论。你可以用SQL算100以内的质数，你也可以用C去写GUI，你自己吃饭只吃肯德基，当然会觉着以为世界上所有的餐厅全都卖KFC炸鸡。

其实在这本书之前就有一些关于构建小语言的材料了。最经典的当属Kernighan的The Practice of Programming中的第九章：Notations。虽然篇幅很短，Rob Pike和Brian Kernighan在此章阐述了几乎DSL所有的内容，网络装包和拆包程序（模板替换），正则表达式引擎（外部DSL），Html生成（代码生成）。如果想对DSL有个快速的了解，应该好好看看这本书。

这本书的内容是什么？

当然这本书讲的就是DSL，及DSL相关的内容。

DSL的定义：
        给出了DSL的简介，适用场景，和Library的区别，优点，缺点。

内部DSL（Interal DSL）：
        如何在主流的编程语言中，通过特殊的排版和API调用来实现DSL，一些写法还是挺有趣的，尤其是Method Chain，Josh Bloch也用过这种方式构造对象。
        需要注意的是，内部DSL一般要求Fluent API，这和传统的Command-Query API差异甚远。而且由于内部DSL要求方法的连贯调用，从而导致这些方法的单独调用意义不明，请谨慎使用。

外部DSL（External DSL）：
        这一部分感觉就像是回顾了一把编译课。Delimiter-Directed Tranlation和Syntax-Directed Translation，当然还有BNF是这部分的重头戏。
        比较搞笑的是，Martin生怕这些编译的内容把读者吓跑，不停的强调实现一个DSL和实现一个GPL是有很大区别地，编写小语言是很容易地云云。

代码生成（Code Generation）：
        相对简单实用的一部分。这里的代码生成主要是把DSL代码翻译成可执行的目标语言代码（比如说C），因此可能和编译里的代码生成不太一样。
        模板生成和翻译生成是两种很实用的技术，不仅仅可以生成代码，建议仔细阅读。

语义模型：
        Martin在DSL一书中从头到尾都在强调，DSL只是领域语义模型上的一层便于使用的Facade，真正重要的是语义模型。就拿正则表达式来说，它背后语义模型无非就是后台的那几个DFA，在几个状态间跑来跑去的。有了语义模型，定义DSL是相当简单的。
        Martin在这部分给出了一些常见的语义模型，个人感觉那个自动机模型挺实用。


对这本书的评价：

        Martin写的书向来实用不装逼，这本书也不例外。
        阅读本书需要一定的实际编程经验，而且会用的语言越多越好。
        篇幅很大，不适合直线阅读，建议按照书中的互引来交叉阅读，效果更佳。
        内部DSL挺酷，但自己玩玩还行，在公司里用恐怕会有麻烦
        外部DSL和代码生成相当实用，运用得当可以省相当大的工作量。
        本书大多内容都是点到即止，有种意犹未尽的感觉，这点不太爽。
        单独的章节没有引用，所有引用全堆在书尾，这个很不爽。
        电子版的代码格式很诡异，这个极度不爽，应该是Amazon的问题。
        
        总之，Martin Fowler本人就是本书质量的保证。

建议延伸阅读：

        The Practice of Programming：史上最简洁实用强大高密度的计算机书籍，第9章包含了相当的DSL（估计那会还不叫DSL）内容
        DSLs in Action（据说图灵要引进，有兴趣的童鞋报名翻译吧）：全是JVM上的东东，神马Scala Clojure的，以实现为主，原理讲的不多
        The Definitive ANTLR Reference: Building Domain-Specific Languages 和 Language Implementation Patterns: Create Your Own Domain-Specific and General Programming Languages： ANTLR作者的两本书，我没有看过，但应该不错，毕竟Martin在DSL一书中用的解析器生成器就是ANTLR

2011-4-28 22:17:28

by Luc