Для чего нужна scala
Зачем человеку Scala?
Не так давно мы допечатали книгу Одерски, Спуна и Веннерса о Scala 2.12. Ведь до Scala 3 еще далеко.
Автор сегодняшней статьи — Адам Уорски, сооснователь компании «SoftwareMill» и опытный Scala-разработчик. У него получилось интересное резюме сильных сторон современного языка Scala, которое мы и предлагаем вашему вниманию.
После пленарной лекции Мартина Одерски на ScalaDays, где он изложил планы на Scala 3 и пленарной лекции Джона де Гоуса на конференции Scalapeño о будущем Scala в сообществе Scala продолжаются оживленные дискуссии. Не считая обсуждения этих пленарных выступлений, многочисленные дискуссии идут в twitter, в сообществах Slack, а также на reddit (см. напр. 1, 2).
Все это очень интересно и познавательно для специалистов, уже работающих в экосистеме Scala. Однако, значительная часть споров связана с различными интуитивно ощутимыми или фактическими недостатками Scala как языка. Эти моменты могут отпугивать людей «со стороны», вызывая у них вопросы: «А зачем мне вообще пользоваться Scala?», «А вдруг это тупиковый путь?», «Повторит ли Scala 3 успех Python 3?» и т.д. Как и в большинстве дискуссий, внимание приковывают самые слабые и эмоциональные тезисы, и эти дебаты — не исключение.
Поэтому сделаем шаг назад: зачем вам вообще мог бы потребоваться язык Scala? Каковы технические и деловые доводы в пользу работы с эти языком?
Предметная область проекта
Начнем с того, что язык Scala особенно хорош для определенных предметных областей (но не для всех!). Важнейшее достоинство Scala – это гибкость при определении абстракций. В вашем распоряжении – ряд простейших «кирпичиков» для этого; иногда определить абстракцию не сложнее, чем использовать класс, методы и лямбда-выражения. Иногда приходится использовать неявный параметр или метод расширения; в редких случаях остается только прибегать к макрокомандам. Однако, есть варианты.
Таким образом, Scala отлично вам подойдет, если требуется сориентироваться в сложной предметной области. Например, речь может идти о распределенном или конкурентном программировании. Наладить параллелизм очень сложно, а в Scala есть ряд библиотек, упрощающих эту задачу путем построения абстракций. Для этого существует два основных подхода: акторный, реализуемый при помощи Akka, и в духе FP, представленный Monix/cats-effect и Scalaz/ZIO (если бы вы хотели подробнее почитать о сравнении этих инструментов – я написал серию статей как раз на эту тему).
Однако, разумеется, речь может идти и о других предметных областях. Возможности Scala также позволяют вывести на новый уровень моделирование типичных бизнес-приложений. Но в данном случае речь уже о сложности другого порядка. В случае с распределенными системами мы сталкиваемся с технической сложностью. При программировании бизнес-логики в приложениях речь идет уже о сложности предметной области как таковой. Например, в книге Дебасиша Гхоша (Debasish Ghosh) “Functional and reactive domain modeling” объясняется, как совместить DDD с функциональным и реактивным программированием.
Отметим: рассказывая о Scala, все любят подчеркивать широту возможностей этого языка, подчеркивая, что именно по причине такой разносторонности этот язык столь сложен. Это не совсем верно.
Как упоминалось выше, в Scala есть ряд базовых конструкций, из которых можно собирать абстракции. Однако, все их можно комбинировать друг с другом, благодаря чему язык и приобретает такую гибкость. Большинство новаторских проектов, которые могут вам попадаться, сводятся к тем или иным сочетаниям типов высшего порядка, неявных параметров и выделения подтипов.
Таким образом, при относительно небольшом количестве базовых возможностей (по размеру грамматики Scala проще Kotlin, Java или Swift!) — что, в свою очередь, облегчает обучение – варианты комбинаций гораздо многочисленнее.
Не слишком ли широкий выбор? Не думаю. Программист, как компетентный и ответственный профессионал, более чем в состоянии выбрать наилучший вариант, чтобы решить конкретную задачу. Подробнее об этом см. в статье “Простой стек Scala”.
Сейчас много говорят, что Kotlin вытеснил Scala в качестве “как Java, только лучше”. Но я считаю, что именно Scala, а не Kotlin, по-прежнему заслуживает такого звания. На то есть две основные причины:
Что такое типы классов? Роль их примерно такова, как у паттернов проектирования в Java, однако, они более гибкие и простые в использовании, как только вы крепко усвоите их смысл. По этому поводу есть несколько отличных руководств, например, 1, 2.
Естественно, и у Scala, и у Kotlin есть ряд общих преимуществ по сравнению с Java, например:
В то же время, оба языка открывают доступ к экосистеме библиотек и фреймворков JVM.
Чем насыщеннее система типов (в Scala она богаче, чем в Kotlin, а в Kotlin – богаче чем в Java), тем больше работы по верификации выполняется компилятором, а не человеком. Именно для этого и созданы компьютеры: выполнять скучные, рутинные повторяющиеся задачи. Проверка применимости типов – определенно, как раз одна из таких задач.
При этом насыщенная система типов полезна не только при написании кода, но и, в гораздо большей степени при чтении кода. Когда тебе легко сориентироваться в базе кода, понять, что он делает, а, к тому же, не страшно (или не так страшно) браться за его рефакторинг, это очень положительно характеризует язык как с технической, так и с прикладной точки зрения.
Еще один вопрос, часто поднимаемый в таких дискуссиях – должен ли язык Scala и далее придерживаться синтеза ООП и ФП, либо развиваться по чисто функциональному пути. Я – сторонник синтеза, особенно потому, что ФП и ООП на мой взгляд – не альтернативные подходы, а дополняющие друг друга.
ФП – это программирование при помощи функций, правда, не любых, а референциально прозрачных (см. этот ответ на reddit в более раннем треде, где превосходно объясняется референциальная прозрачность). В ООП коммуникация с объектами организована при помощи “сообщений” или, в нашей терминологии, вызовов виртуальных методов. Нет ни одной причины, по которой два этих подхода не могли бы сосуществовать, и Scala это уже продемонстрировал!
В твите о достоинствах Scala Джон де Гоус упоминает некоторые черты ООП, полезные и при чисто функциональном подходе, в частности, модули первого класса (получаемые путем композиции объектов), точечный синтаксис (вызов методов в объектах) и классы/экземпляры типов как конструкции первого класса. Все это – элементы успешной комбинации двух парадигм. Может быть, еще какие-то не за горами?
Проект «синтеза» еще не закончен, здесь определенно остается поле для обсуждения. Один из незавершенных аспектов – это предлагаемый синтаксис методов расширения, который должен прийти на смену гораздо более путаным неявным преобразованиям. Другой – оптимизация синтаксиса классов типов; предложение по этому поводу, высказанное некоторое время назад, явно сырое и не охватывает некоторые из наиболее распространенных случаев использования монад в Scala. Некоторые предложения лучше, другие требуют доработки, но хорошо, что они поступают, и о них идут дискуссии; благодаря ним язык живет и, в конечном счете, в нем закрепляется наилучшее решение.
Scala 3 выйдет через два года. В нем появится ряд интересных возможностей, в частности, непрозрачные типы, параметры типажей, новый подход, связанный с метапрограммированием, типы объединения и & пересечения, неявные типы функций – вот всего несколько примеров. Конечно, здесь возникает (обоснованная) обеспокоенность по поводу миграции.
Уже известно, что будет представлен специальный инструмент для автоматической миграции кода со Scala 2 на Scala 3 при помощи scalafix. Поскольку Scala – статически типизированный язык, такая задача решаема в больших масштабах и гораздо проще, чем, например, на Python. Но, разумеется, никакой магии тут нет: даже если этот инструмент на 99% обеспечит правильное покрытие кода, все равно останется 1% наиболее проблемных случаев. Поскольку на магию рассчитывать не приходится, миграцию этих фрагментов нужно будет выполнить вручную.
Таковы издержки работы с активно развивающимся языком: вы получаете новейшие возможности, но некоторые из них на поверку оказываются не столь хороши и нуждаются в доработке. Даже с учетом этого, предлагаемые изменения не являются революционными. Язык Scala 3 очень похож на Scala 2, никаких серьезных изменений парадигмы не предвидится.
Обнадеживает тот факт, что команда Scala всерьез подходит к миграции. Тогда как ранее миграция между старшими версиями Scala (напр. с 2.8 на 2.9) была довольно обременительна, последние миграции прошли гораздо лучше. В них участвуют три основных стороны: EPFL, ScalaCenter и Lightbend все они (зачастую вместе) работают на облегчение миграции. Например, существует двоично-совместимый инструмент MIMA, а также в сообществе постоянно создаются многочисленные новые библиотеки, призванные обеспечить удобную работу с новыми версиями Scala.
Наконец, пока не законченный инструмент TASTY (который, соответственно, пока нельзя оценить) должен обеспечить использование двоичных файлов из Scala 2 в Scala 3.
Итак, зачем же использовать Scala?
Итак, каковы же причины остановиться на Scala, если рассматривать этот язык с точки зрения бизнеса? Все вышеперечисленные технические преимущества напрямую полезны и для бизнеса. Когда у вас есть язык, на котором можно писать сложный код с меньшим количеством багов – то вам обеспечены и минимальные задержки сроков, и довольные пользователи. Если вы станете писать на Scala мощные, практически не пробуксовывающие конкурентные приложения, для которых в Scala предусмотрены специальные инструментарии, то это обернется серьезной выгодой для вашей компании.
Кроме того, не забываем и о Spark, ведущей платформе для распределенного анализа данных. Scala используется не только для реализации Spark как такового, но и для определения самих вычислений. Вот вам еще одна data science-ориентированная абстракция, скрывающая сложную вычислительную модель.
Разумеется, в Scala есть и проблемы, но где их нет? Повод для оптимизма заключается в том, что множество людей, использующих Scala ежедневно, активно работают над улучшением инструментария, библиотек и самого языка. Могу предположить, что они продолжают работать со Scala именно потому, что, при всех имеющихся недоработках, ни один язык так хорошо не подходит для их предметной области.
Scala позволяет вам развивать свой стиль программирования, каким бы языком вы раньше ни занимались: Java, Ruby или только пробуете себя в программировании. Не существует однозначно выигрышного подхода к Scala; можно придерживаться или более императивного подхода Akka, или более функционального подхода Cats и Scalaz.
Вот где можно усмотреть проблему: в сообществе Scala есть фракции, придерживающиеся “реактивного”, “синтетического” OOП/ФП подхода и чистого ФП. Однако, на самом деле в этом заключается огромное преимущество. Благодаря такому разнообразию ведутся дискуссии, высказывается множество различных мнений с разных точек зрения. На этом, в свою очередь, отлично можно выучиться нестандартному решению задач и обогатить собственный инструментарий.
Какой бы путь в Scala вы ни выбрали, вас поддержит внушительное сообщество коллег, занимающихся разработкой библиотек и фреймворков; эти люди всегда готовы помочь и обсудить возникающие идеи.
Зачем нужен Scala?
Разбираем, почему это не самый популярный язык.
Встречали в вакансиях позицию разработчика на Scala? Это редкий зверь, но платят нормально. Разберёмся, что это такое и зачем нужно.
Разработчик языка рассчитывал, что Scala станет преемником Java: он наследует многое хорошее из Java, работает по схожим принципам и добавляет что-то своё. И хотя Scala не стал таким же распространённым, всё равно стоит понять, из чего он сделан.
Плюсы Scala
Scala, как и Java, работает под JVM — виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine). JVM — это такая прослойка между программой и железом. Благодаря этой прослойке один и тот же код можно исполнить на чём угодно, для чего есть JVM: и на компьютере, и на терминале оплаты, и на умном холодильнике. Не нужно каждый раз думать: «А какие там драйверы экрана?» или «С какой скоростью работает сетевой шлюз?» — всё это берёт на себя JVM, а мы пишем только логику и интерфейс.
Минусы Scala
Но если всё было бы так просто, про Java все давно бы забыли, но этого не произошло. Более того, сейчас не так много Scala-вакансий на рынке, чтобы говорить о популярности этого языка. На это есть несколько причин:
Синтаксис
С точки зрения кода в Scala всё то же самое, что и в Java-языках, кроме некоторых ООП-особенностей, поэтому начнём с привычных деталей, а потом перейдём к отличиям.
Основы. Каждая команда заканчивается точкой с запятой, а присваивание и математические операторы такие же, как в Java и JavaScript.
Типов данных — много, как в любом типизированном языке. Как и в Ruby, каждый тип — это объект, который можно менять, добавлять в него новые методы.
Переменные. Объявляются с помощью служебных слов val и var, но разница между ними в Scala настолько размытая и непрозрачная, что иногда даже опытным разработчикам сложно понять, какое слово будет уместнее в каждой ситуации.
Условные операторы и циклы. Всё привычно — for, while и do-while, но с одним отличием: в цикле for применяется упрощённая запись для организации переменной цикла. Обратите внимание на код ниже — сколько танцев с бубном ради одного цикла, который сам занимает три строки (не считая комментария):
Кто и для чего использует Scala
У Scala нет явно выраженной области применения, как у некоторых других языков. С другой стороны, из-за объединения ООП и функционального программирования этот язык прижился в тех командах, которым нужно совмещать в работе оба подхода.
Второе преимущество — возможность запустить код в любом JVM-окружении, поэтому Scala выбирают те, кому нравится объектный подход, но не нравится то, как это сделано в Java.
Основные популярные фреймворки — Play и Lift, и их используют в основном СМИ и новостные сайты:
С чего начать
Если хотите изучить основы Scala и попробовать свои силы в объектно-ориентированном программировании в мире Java, то вот с чего можно начать.
Большая статья в RSDN Magazine — «Обзор языка программирования Scala». Хороший и понятный материал, но подан в сухом академическом стиле.
«Scala в примерах» в Викиучебнике — написано попроще, но без введения для новичков.
«Руководство по Scala» в Записках задумчивого программиста — просто, понятно, но иногда автор не даёт подробных объяснений тому, что происходит в коде.
Какое место занимает язык Scala в ИТ-индустрии
Язык программирования Scala является «симбиозом» Java и C#. Это не первый язык, комбинирующий ООП с функциональным подходом, но он начал набирать обороты в тот момент, когда развитие Java замедлилось. Более того, создатели Scala решили, что язык должен работать на виртуальной машине JVM и предоставлять доступ к Java-библиотекам.
Мартин Одерски начал разрабатывать Scala в начале 2000-х в стенах Лаборатории методов программирования EPFL. Он же ранее занимался разработкой Generic Java и компилятора Java фирмы Sun.
Лицензия BSD (Berkeley Software Distribution license — Программная лицензия университета Беркли) — это лицензионное соглашение, впервые применённое для распространения UNIX-подобных операционных систем BSD.
Мартин Одерски — создатель Scala
Что «под капотом»
Язык Scala объединяет три вещи: статическую типизацию, объектно-ориентированный и функциональный подход. Как уже говорилось, Scala работает на виртуальной машине Java. Совместимость («свободное смешивание») этого языка с Java дает возможность писать на Scala Android-приложения. Кроме того, возможность компиляции в JavaScript позволяет разрабатывать веб-приложения на Scala.
Несмотря на некоторую схожесть и даже родственную связь этого языка с Java, целых 10 лет после появления Scala его «старший брат» хранил верность объектно-ориентированной парадигме. И только в 2014 году в Java 8 были включены элементы функционального подхода – лямбда-выражения.
Помимо упомянутых выше Java и C#, на Scala оказали влияние другие языки и технологии. Способ выражения свойств во многом заимствован из Sather. Из Smalltalk перекочевала концепция унифицированной объектной модели. Beta поделился идеей о вложенности всего подряд, включая классы. Абстрактные типы в Scala напоминают абстрактные типы сигнатур в SML и OCaml, обобщенные в контексте полноценных компонентов.
Кроме того, Scala перенял особенности таких функциональных языков, как Scheme, Standard ML и Haskell.
Целевая аудитория
Преимущества Scala оценили многие крупные компании – Twitter, LinkedIn, Foursquare, Novell, Siemens, GridGain. Однако в академических кругах это язык пока популярен больше.
Пользователь @platoff в статье достаточно подробно изложил свой взгляд по поводу целевой аудитории языка.
Я прекрасно понимаю, чем Scala привлекает неопытную молодежь (а она в основном и хочет Scala):
• Ореолом элитности: действительно прогресс в Scala делают умнейшие ребята, типа, дураки на Scala не пишут, и если ты пишешь на Scala, то ты умный. Оп, ребята, программирование — это не учеба в университете, ты не будешь более «умным» программистом, чем сложнее заморочку ты решишь.
• Сложностью: наверно многие из Scala-фанатов и любителей не осознают, да и не способны сформулировать, что их привлекает в сложности. Подсознательно кто-то думает, что сложность == мощь. Типа чем сложнее, тем мощнее.
Очень сложную задачу можно просто решить, переиспользуя сложные решения. В нашем случае компилятор должен брать на себя как можно больше сложности, упрощая решение. Компилятор Scala безусловно сложен, но есть проблема — язык, в котором эта сложность выражается. Пользоваться таким языком безумно сложно.
Erlang сдвинет ваше мышление в сторону функционального подхода сильнее, чем Scala. Кроме того, Erlang намного проще и быстрее учить. Вы можете освоить его за неделю и сэкономить свое время.
Так что, мнение на счет универсальности Scala может быть и скептическим – ни два, ни полтора: функциональная парадигма реализована непросто, да и в плане «объектноориентированности» он тоже слишком сложен.
Однако, если «пересаживаться» на этот язык с бэкграундом Java-разработчика, сложностей будет меньше.
Рейтинги и индексы
Индекс TIOBE по итогам октября 2016 года показывает, что Java является самым популярным языком программирования. Он уверенно лидирует уже 15 лет подряд и был на втором месте только в 2001 году.
Между Java и Scala в этом рейтинге наблюдается большой разрыв. Впрочем, последний уступает также языкам Lua, Fortran, Lisp, Transact-SQL, Ada и F#, расположившись на 33 месте. Однако в рейтинге 50 мест, и Scala все-таки сумел обойти функционально-логические языки Haskell и Prologue.
В другом рейтинге у Scala дела не так плохи. Согласно данным IEEE Spectrum за 2016 год, он занимает 15 место. Java тоже находится в лидерах, но на этот раз на почетном втором месте. Составители рейтинга указывают, что область применения Scala у них ограничена только веб- и мобильной разработкой. Разработка для ПК во внимание не принимается. В то время как Java они воспринимают как язык разработки для всех трех платформ.
По данным опроса Github на начало 2016 года, у Scala дела идут еще лучше: он занимает 11 место. Java опять возглавляет рейтинг. Причем, здесь он идет с большим отрывом от C#.
Исследователи также рассчитали индекс удовлетворенности языком программирования. Он показывает, хотели бы программисты, использующие тот или иной язык, писать следующий проект на этом же языке:
В первой группе мы видим Swift и Scala, которые делят между собой звание «идеального языка»; еще можно отметить довольно высокую оценку Go. Java здесь занимает только четвертую строчку. Это первый показатель, по которому Scala смог обойти своих родственников – C# и Java.
Перспективы
Меня несколько пугает то, что сейчас происходит со Scala, потому что есть тренд ухода от него: например, компания TypeSafe, которая пыталась зарабатывать деньги на библиотеках, связанных со Scala. Некоторое время назад было объявлено об уходе TypeSafe с сильного акцента на Scala на гораздо больший акцент в Java, потому что большая часть enterprise-разработки на Java, где собственно находятся деньги. Поэтому они наняли много новых людей, которые подтягивают какие-то Java-интерфейсы, которых раньше у них не было.
Мы также видим другие библиотеки, которые были очень ориентированы на Scala. Например, Spark, где в новом релизе Java API подтянуты до уровня Scala, и, похоже на то, что дальше они будут развиваться не хуже API Scala, если даже не лучше. Я бы сказал, что в глобальной картине мы видим некоторый разворот в сторону Java.
И я абсолютно не удивлен этому, потому что Scala, как академический язык, совершенно прекрасное творение, но для Enterprise-хардкора, чтобы гнать код в продакшн, он не подходит, потому что сложен для разработчиков, которые решают реальные бизнес-проблемы, которым нужен мощный, но, в тоже время, не очень сложный инструмент, у которых в жизни есть вещи важнее, чем разбираться в системе типов Scala.
Именно поэтому я никогда не был большим фанатом Scala, и тенденция ухода от Scala меня не удивляет. Безусловно Scala никуда не денется и продолжит развиваться, но в гораздо более нишевом формате.
Я верю, что у Scala все-таки хорошие перпективы. Недаром многие крупные компании выбрали его. Несмотря на то, что путь, сочетающий ООП и ФП может показаться опасным и сбить с толку «пуритан», при аккуратном использовании, программирование на Scala может доставлять удовольствие.
Я не согласен с тем, что Scala в освоении труднее других языков программирования. Есть, конечно, определенный «барьер», связанный с необходимостью думать одновременно в разных парадигмах. Хотя на большинстве форумов этот язык почему-то обсуждают в контексте функционального программирования.
Мне приходилось слышать высказывания по типу: «Scala больше подходит для крупномасштабных систем, а не каких-то там Твиттеров». Но будет ошибкой полагать, что он создан только для этого. Я не думаю, что реализовать MVP (Minimum Viable Product) на Scala сложнее, чем на каком-то другом языке.
Я никогда не был особенно увлечен объектно-ориентированным программированием. С тех пор, как познакомился с Erlang, я к нему не возвращался. Затем я выбрал Scala для бэкэнд-разработки в новой компании и получил положительные отзывы. Это вселило в меня уверенность, что я сделал правильный выбор.
Куда пойти учиться?
Для тех, кто задумывается о смене специализации или еще только начинает карьеру программиста, приведу несколько реплик с «Тостера».
Много лет пишу на php, надоело. Сейчас переучиваюсь на Scala-разработчика. Пока все идет хорошо, язык замечательный. Плюс совместимость с Java-библиотеками.
Но сегодня зашел на hh.ru и из любопытства посмотрел количество вакансий для Java/Scala-разрабов. Scala – 47, Java — 705. После этого несколько задумался. А я вообще смогу работу найти на этом языке? Есть ли какие-то перспективы в изучении Scala как основного языка сейчас. Есть ли перспективы в таком вложении сил? Или только java?
Разработчик Scala без знания Java никому не нужен. Если вы не будете понимать, как устроены и работают разные открытые Java-библиотеки, то вы никогда не станете всем нужным профессионалом в этой области.
Для России Scala в ближайшие годы — мертвый рынок, надо смотреть либо на зарубежный фриланс, либо на вакансии за границей.
Что вы так сильно огорчились? Scala-разработчиков в разы меньше, чем Java, поэтому и разброс такой. Будет она востребована однозначно. К примеру, Tinkoff-банк использует Scala.
Отсутствие 100500 вакансий на hh – это не повод для паники. Язык молодой, но он очень стремительно набирает обороты. Насколько я знаю, Huawei начинают пилить интеграционные решения в России на Scala (вместо оракловских продуктов). Так что все не так плохо.
У Одерского и компании очень большие перспективы и амбиции. Так что, по моему мнению, Scala (или ее «апдейты») еще удивят программистов!