為何需要DSL - 淺談領域特定語言

　　為何需要DSL

　　DSL只是一種工具，關注點有限，無法像面向對象編程或敏捷方法論那樣，引發(fā)軟件開發(fā)思考方式的深刻變革。相反，它是在特定條件下有專門用途的一種工具。一個普通的項目可能在多個地方采用了多種DSL——事實上很多項目這么做了。

　　DSL有其自身的價值。當考慮采用DSL時，要仔細衡量它的哪些價值適合于我們的情況。

　　1）提高開發(fā)效率

　　DSL的核心價值在于，它提供了一種手段，可以更加清晰地就系統(tǒng)某部分的意圖進行溝通。拿格蘭特小姐控制器的定義來說，相比于采用命令–查詢API，DSL形式對我們而言更容易理解。

　　這種清晰并非只是審美追求。一段代碼越容易看懂，就越容易發(fā)現(xiàn)錯誤，也就越容易對系統(tǒng)進行修改。因此，我們鼓勵變量名要有意義，文檔要寫清楚，代碼結構要寫清晰?；谕瑯拥睦碛桑覀儜撘补膭畈捎肈SL。

　　人們經常低估缺陷對生產率的影響。缺陷不僅損害軟件的外部質量，還浪費開發(fā)人員的時間去調查以及修復，降低開發(fā)效率，并使系統(tǒng)的行為異常，播下混亂的種子。DSL的受限表達性，使其難于犯錯，縱然犯錯，也易于發(fā)現(xiàn)。

　　模型本身可以極大地提升生產率。通過把公共代碼放在一起，它可以避免重復。首先，它提供了一種“用于思考問題”的抽象，這樣，更容易用一種可理解的方式指定系統(tǒng)行為。DSL提供了一種“對閱讀和操作抽象”更具表達性的形式，從而增強了這種抽象。DSL還可以幫助人們更好地學習使用API，因為它將人們的關注點轉移到怎樣將API方法整合在一起。

　　我還遇到過一個有趣的例子，使用DSL封裝一個棘手的第三方程序庫。當命令–查詢接口設計得很糟糕時，DSL 慣常的連貫性就得以凸現(xiàn)。此外，DSL只須支持客戶真正用到的部分，這大大降低了客戶開發(fā)人員學習的成本。

　　2）與領域專家的溝通

　　我相信，軟件項目中最困難的部分，也是項目失敗最常見的原因，就是開發(fā)團隊與客戶以及軟件用戶之間的溝通。DSL提供了一種清晰而準確的語言，可以有效地改善這種溝通。

　　相比于關于生產率的簡單爭論，改善溝通所帶來的好處顯得更加微妙。首先，很多DSL并不適用于溝通領域問題，比如，用于正則表達式或構建依賴關系的DSL，在這些情況下就不合適。只有一部分獨立DSL確實應用這種溝通手段。

　　當在這樣的場景下討論DSL時，經常會有人說：“好吧，現(xiàn)在我們不需要程序員了，領域專家可以自己指定業(yè)務規(guī)則?！蔽野堰@種論調稱為“COBOL謬論”——因為COBOL曾被人寄予這樣的厚望。這種爭論很常見，不過，我覺得這種爭論不值得在此重復。

　　雖然存在“COBOL謬論”，我仍然覺得DSL可以改善溝通。不是讓領域專家自己去寫DSL，但他們可以讀懂，從而理解系統(tǒng)做了什么。能夠閱讀DSL代碼，領域專家就可以指出問題所在。他們還可以同編寫業(yè)務規(guī)則的程序員更好地交流，也許，他們還可以編寫一些草稿，程序員們可以將其細化成適當?shù)腄SL規(guī)則。

　　但我不是說領域專家永遠不能編寫DSL。我遇見過很多團隊，他們成功地讓領域專家用DSL編寫了大量系統(tǒng)功能。但我仍然認為，使用DSL的最大價值在于，領域專家能夠讀懂。所以編寫DSL的第一步，應該專注于易讀性，這樣即便后續(xù)的目標達不到，我們也不會失去什么。

　　使用DSL是為了讓領域專家能夠看懂，這就引出了一個值得爭議的問題。如果希望領域專家理解一個“語義模型”的內容，可以將模型可視化。這時就要考慮一下，相比于支持一種DSL，是不是只使用可視化會是一種更有效的辦法。可視化對于DSL而言，是一種有益的補充。

　　讓領域專家參與構建DSL，與讓他們參與構建模型是同樣的道理。我發(fā)現(xiàn)，與領域專家一起構建模型能夠帶來很大的好處，在構建一種Ubiquitous Language ［Evans DDD］ 的過程中，程序員與領域專家之間可以深入溝通。DSL提供了另一種增進溝通的手段。隨著項目的不同，我們可能發(fā)現(xiàn)，領域專家可能會參與模型和DSL，也可能只參與 DSL。

　　實際上，有些人發(fā)現(xiàn)，即便不實現(xiàn)DSL，有一種描述領域知識的DSL，也能帶來很大的好處。即使只把它當做溝通平臺也可以獲益。

　　總的來說，讓領域專家參與構建DSL比較難，但回報很高。即使最終不能讓領域專家參與，但是開發(fā)人員在生產率方面的提升，也足以讓我們大受裨益，因此，DSL值得投入。

　　3）執(zhí)行環(huán)境的改變

　　當談及將狀態(tài)機表述為XML的理由時，一個重要的原因是，狀態(tài)機定義可以在運行時解析，而非編譯時。在這種情況下，我們希望將代碼運行于不同的環(huán)境，這類理由也是使用DSL一個常見的驅動力。對于XML配置文件而言，將邏輯從編譯時移到運行時就是一個這樣的理由。

　　還有一些需要遷移執(zhí)行環(huán)境的情況。我曾見過一個項目，它要從數(shù)據(jù)庫里找出所有滿足某種條件的合同，給它們打上標簽。他們編寫了一種DSL，以指定這些條件，并用它以Ruby語言組裝“語義模型”。如果用Ruby將所有合同讀入內存，再運行查詢邏輯，那會非常慢，但是團隊可以用語義模型的表示生成SQL，在數(shù)據(jù)庫里做處理。直接用SQL編寫規(guī)則，對開發(fā)人員都很困難，遑論業(yè)務人員。然而，業(yè)務人員可以讀懂（在這種情況下，甚至編寫）DSL里有關的表達式。

　　這樣用DSL常常可以彌補宿主語言的局限性，將事物以適宜的DSL形式表現(xiàn)出來，然后，生成可用于實際執(zhí)行環(huán)境的代碼。

　　模型的存在有助于這種遷移。一旦有了一個模型，或者直接執(zhí)行它，或者根據(jù)它產生代碼都很容易。模型可以由表單風格的界面創(chuàng)建，也可以由DSL創(chuàng)建。DSL相對于表單有一些優(yōu)勢。在表述復雜邏輯方面，DSL比表單做得更好。而且，可以用相同的代碼管理工具，比如版本控制系統(tǒng)，管理這些規(guī)則。當規(guī)則經由表單輸入，存入數(shù)據(jù)庫中，版本控制就無能為力了。

　　下面會談及DSL的一個偽優(yōu)點。我聽說，有人宣稱DSL的一個好處是，它能夠在不同的語言環(huán)境下執(zhí)行相同的行為。一個人編寫了業(yè)務規(guī)則，然后生成C#或Java代碼，或者，描述校驗邏輯之后，在服務器端以C#形式運行，在客戶端則是JavaScript。這是一個偽優(yōu)勢，因為僅僅使用模型就可以做到這一點，根本無需DSL。當然，DSL有助于理解這些規(guī)則，但那是另外一個問題。

　　4）其他計算模型

　　幾乎所有主流的編程語言都采用命令式的計算模型。這意味著，我們要告訴計算機做什么事情，按照怎樣的順序來做。通過條件和循環(huán)處理控制流，還要使用變量——確實，還有很多我們以為理所當然的東西。命令式計算模型之所以流行，是因為它們相對容易理解，也容易應用到許多問題上。然而，它并不總是最佳選擇。

　　狀態(tài)機是這方面的一個良好例子?？梢圆捎妹钍酱a和條件處理這種行為，也確實可以很好地構建出這種行為。但如果直接把它當做“狀態(tài)機”來思考，效果會更好。另外一個常見的例子是，定義軟件構建方式。我們固然可以用命令式邏輯實現(xiàn)它，但后來，人們發(fā)現(xiàn)用“依賴網絡”（比如，運行測試必須依賴于最新的編譯結果）解決會更容易。結果，人們設計出了專用于描述構建的語言（比如Make和Ant），其中將任務間的依賴關系作為主要的結構化機制。

　　你可能經常聽到，人們把非命令式方式稱為聲明式編程。之所以叫做聲明式，是因為這種風格讓人定義做什么，而不是用一堆命令語句來描述怎么做。

　　采用其他計算模型，并不一定非要有DSL。其他編程模型的核心行為也源自“語義模型”，正如前面所講的狀態(tài)機。然而，DSL還是能夠帶來很大的轉變，因為操作聲明式程序，組裝語義模型會容易一些。