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领域特定语言是在特定领域下用于特定上下文的语言。作为开发者#xff0c;很有必要了解领域特定语言的含义#xff0c;以及为什么要使用特定领域语言。
领域特定语言domain-specific lang…转自开发者需要了解的领域特定语言DSL - 知乎
领域特定语言是在特定领域下用于特定上下文的语言。作为开发者很有必要了解领域特定语言的含义以及为什么要使用特定领域语言。
领域特定语言domain-specific language DSL是一种旨在特定领域下的上下文的语言。这里的领域是指某种商业上的例如银行业、保险业等上下文也可以指某种应用程序的例如 Web 应用、数据库等上下文。与之相比的另一个概念是 通用语言general-purpose language GPLLCTT 译注注意不要和 GPL 许可证混淆通用语言则可以广泛应用于各种商业或应用问题当中。
DSL 并不具备很强的普适性它是仅为某个适用的领域而设计的但它也足以用于表示这个领域中的问题以及构建对应的解决方案。HTML 是 DSL 的一个典型它是在 Web 应用上使用的语言尽管 HTML 无法进行数字运算但也不影响它在这方面的广泛应用。
而 GPL 则没有特定针对的领域这种语言的设计者不可能知道这种语言会在什么领域被使用更不清楚用户打算解决的问题是什么因此 GPL 会被设计成可用于解决任何一种问题、适合任何一种业务、满足任何一种需求。例如 Java 就属于 GPL它可以在 PC 或移动设备上运行嵌入到银行、金融、保险、制造业等各种行业的应用中去。
DSL 的类别
从使用方式的角度语言可以划分出以下两类
DSL使用 DSL 形式编写或表示的语言宿主语言host language 用于执行或处理 DSL 的语言
由不同的语言编写并由另一种宿主语言处理的 DSL 被称为 外部external DSL。
以下就是可以在宿主语言中处理的 SQL 形式的 DSL
SELECT account
FROM accounts
WHERE account 123 AND branch abc AND amount 1000因此只要在规定了词汇和语法的情况下DSL 也可以直接使用英语来编写并使用诸如 ANTLR 这样的 解析器生成器parser generator 以另一种宿主语言来处理 DSL
if smokes then increase premium by10%如果 DSL 和宿主语言是同一种语言这种 DSL 称为 内部internal DSL其中 DSL 由以同一种语义的宿主语言编写和处理因此又称为 嵌入式embedded DSL。以下是两个例子
Bash 形式的 DSL 可以由 Bash 解释器执行
if today_is_christmas; then apply_christmas_discount; fi
同时这也是一段看起来符合英语语法的 Bash。
使用类似 Java 语法编写的 DSL
orderValue orderValue .applyFestivalDiscount() .applyCustomerLoyalityDiscount() .applyCustomerAgeDiscount();
这一段的可读性也相当强。
实际上DSL 和 GPL 之间并没有非常明确的界限。
DSL 家族
以下这些语言都可以作为 DSL 使用
Web 应用HTMLShell用于类 Unix 系统的 sh、Bash、CSH 等用于 Windows 系统的 MS-DOS、Windows Terminal、PowerShell 等标记语言XML建模UML数据处理SQL 及其变体业务规则管理Drools硬件Verilog、VHD构建工具Maven、Gradle数值计算和模拟MATLAB商业、GNU Octave、Scilab解析器和生成器Lex、YACC、GNU Bison、ANTLR
为什么要使用 DSL
DSL 的目的是在某个领域中记录一些需求和行为在某些方面例如金融商品交易中DSL 的适用场景可能更加狭窄。业务团队和技术团队能通过 DSL 有效地协同工作因此 DSL 除了在业务用途上有所发挥还可以让设计人员和开发人员用于设计和开发应用程序。
DSL 还可以用于生成一些用于解决特定问题的代码但生成代码并不是 DSL 的重点并不在此而是对专业领域知识的结合。当然代码生成在领域工程中是一个巨大的优势。
DSL 的优点和缺点
DSL 的优点是它对于领域的特征捕捉得非常好同时它不像 GPL 那样包罗万有学习和使用起来相对比较简单。因此它在专业人员之间、专业人员和开发人员之间都提供了一个沟通的桥梁。
而 DSL 最显著的缺点就在于它只能用于一个特定的领域和目标。尽管学习起来不算太难但学习成本仍然存在。如果使用到 DSL 相关的工具即使对工作效率有所提升但开发或配置这些工具也会增加一定的工作负担。另外如果要设计一款 DSL设计者必须具备专业领域知识和语言开发知识而同时具备这两种知识的人却少之又少。
DSL 相关软件
开源的 DSL 软件包括
XtextXtext 可以与 Eclipse 集成并支持 DSL 开发。它能够实现代码生成因此一些开源和商业产品都用它来提供特定的功能。用于农业活动建模分析的 多用途农业数据系统Multipurpose Agricultural Data SystemMADS就是基于 Xtext 实现的一个项目可惜的是这个项目现在已经不太活跃了。JetBrains MPSJetBrains MPS 是一个可供开发 DSL 的 集成开发环境Integrated Development Environment 它将文档在底层存储为一个抽象树结构Microsoft Word 也使用了这一概念因此它也自称为一个 投影编辑器projectional editor 。JetBrains MPS 支持 Java、C、JavaScript 和 XML 的代码生成。
DSL 的最佳实践
如果你想使用 DSL记住以下几点
DSL 不同于 GPLDSL 只能用于解决特定领域中有限范围内的问题。不必动辄建立自己的 DSL可以首先尝试寻找已有的 DSL。例如 DSLFIN 这个网站就提供了很多金融方面的 DSL。在实在找不到合适的 DSL 的情况下才需要建立自己的 DSL。DSL 最好像平常的语言一样具有可读性。尽管代码生成不是一项必需的工作但它确实会大大提高工作效率。虽然 DSL 被称为语言但 DSL 不需要像 GPL 一样可以被执行可执行性并不是 DSL 需要达到的目的。DSL 可以使用文本编辑器编写但专门的 DSL 编辑器可以更轻松地完成 DSL 的语法和语义检查。
