Fantom — это объектно-ориентированный, статически-типизированный язык общего назначения, разработанный братьями Фрэнками (Brian Frank, Andy Frank). Одна из ключевых особенностей Fantom — это мощная стандартная библиотека, абстрагированная от конкретной среды, в которой она будет исполняться. В данный момент код, написанный на Fantom, можно запустить в Java Runtime Environment (JRE), .NET Common Language Runtime (CLR) или же скомпилировать в код на JavaScript.
Основной причиной создания Fantom было написание программного обеспечения, которое может запускаться на двух платформах Java VM и .NET CLR. Реальность такова, что большинство компаний разрабатывают свое программное обеспечение для одной из этих платформ. Даже такие динамические языки, как Python и Ruby работают на одной из этих виртуальных машин. Fantom был создан решить проблему переносимости с одной виртуальной машины на другую. Исходный код Fantom компилируется в fcode — байткод, который легко может быть транлирован в Java байткод или IL. Транслирование происходит во время выполнения, что позволяет развертывать Fantom модуль, как отдельный файл, и запускать на любой VM.
Портативность означает значительно больше, чем просто Java или .NET. Как было сказано выше, Fantom может компилироваться в JavaScript для работы в браузерах. При этом Fantom не собирается останавливаться на достигнутом, следующие цели — Objective-C для iPhone, LLVM, Parrot.
Хотя о вкусах и не спорят(«Beauty is in the eye of the beholder»), создатели Fantom по-настоящему одержимы красивым и удобным API. Один из основных принципов Fantom. Java и .NET имеют одну общую тенденцию максимального деления функционала на маленькие независимые и абстрагированные единицы (классы). Fantom имеет противоположную философию — они верят, что можно обойтись малым, но мощным количеством единиц.
Хорошим примером является пакет java.io, который содержит больше 60 классов и интерфейсов, в Fantom все необходимое лежит в четырех классах: File, Buf, InStream и OutStream. И вот так выглядит его использование:
Весь мир раскололся на сторонников статической и динамической типизации. Создатели Fantom считают, что обе стороны крайне критично относятся друг к другу и выбирают середину между ними — умеренный подход к системе типизации.
Со стороны статической типизации, Fantom требует описание полей и сигнатур методов с указанием типов. Это хорошая практика, зафиксировать формат общения между компонентами. К примеру, если я хочу написать метод, который работает со строкой и числом, то это должно быть зафиксировано прямо в коде. В отличие от статической типизации сигнатур методов и полей, в коде она часто только мешает, заставляя писать ненужный код. Вывод типов в Fantom позволяет избежать этой проблемы. Например, громоздкое создание словаря в java:
Эквивалентно в Fantom одной строчке:
Но иногда вам действительно нужна динамическая типизация, поэтому одной из ключевых особенностей Fantom является возможность вызвать метод, используя статическую или динамическую типизацию. Если вы вызываете метод с помощью оператора ".", вызов будет проверен компилятором и скомпилирован в эффективный машинный код.
С другой стороны, вы можете использовать оператор "->", для указания динамического вызова. На самом деле, "->" будет перенаправлен на вызов Obj.trap. По умолчанию trap работает как ".", но только во время выполнения. Вы можете изменить это поведение, определив свой динамический дизайн.
Интересно, что пока Fantom пытается сделать код менее типизированным, Java и C# идут в сторону более строгой типизации, дженерики иллюстрируют этот тренд. Полностью параметризированная системы напрямую связана со сложностью системы, поэтому в Fantom сейчас пытаются найти баланс между пользой и сложностью.
В настоящий момент у Fantom ограниченная поддержка дженериков — пользователь не может использовать свои собственные. Однако, три встроенных класса могут List, Map и Func. К примеру, список целых чисел в Fantom объявляется как Int[]. Создатели Fantom считают, что попали в середину: дженерики есть, но без усложнения системы.
Вопрос сопоставления модели из предметной области в код — один из самых часто решаемых вопросов в разработке программного обеспечения. Обычно в объектно-ориентированном программирование данная фраза означает моделирование классов и интерфейсов. Java и C# используют одинаковый подход: классы поддерживают одиночное наследование, интерфейсы множественное наследование, но не поддерживают наследование реализаций.
Каждый, кто работал с Java или C#, знает, что выбор между созданием класса или интерфейса очень важен. Потому что, если вы выберете класс, то вы используете свой единственный шанс на наследование реализации. Если у вас большая и сложная модель, то интерфейсы становятся дополнительной нагрузкой. К примеру, если есть два объекта, имеющих разных наследников, и одинаково реализующие один и тот же интерфейс, функционал придется продублировать. Кроме дублирования есть проблема изменение версии интерфейса, которая затрагивает все реализации.
Есть множество хороших причин почему Java и C# используют модель классов/интерфейсов. Множественное наследование открывает многие двери, но происходит это за счет увеличения сложности и довольно неприятных нюансов. Fantom снова занимает середину, называемую примеси (mixins). Примеси — это интерфейсы, которую могут хранить в себе реализацию. Чтобы избежать ошибок множественного наследования, у примеси ограничены некоторые функции, такие как поля, хранящие состояние. Пример примеси:
Если интересно, java эквивалент можно посмотреть здесь.
Модульность — важный аспект программного обеспечения, который необходим современному языку программирования.
К сожалению, последнюю декаду в java мы испытываем настоящий ад с classpath. Кроме проблем с classpath, java приняла неправильное решение и перешла к монолиту J2SE размером 44Mb, что значительно замедлило наши с вами приложения.
В .NET подошли к этому вопросу крайне серьезно, поэтому благодаря механизму версий, GAC и другим средствам часть проблем из Java была решена. Но они утеряли простоту zip модуля и начали паковать модули в DLL, которые содержат еще много разных запчастей, что не позволяет легко работать с модулем.
В Fantom все строится на модулях, называемых подами (pods). Как и в java, под — это просто zip файл, который можно легко посмотреть. Мета данные пода хранится в специальном файле /meta.props, представляющее собой записи вида ключ-значение, такие как pod.name, pod.version, pod.depends и так далее. Зависимости пода хранятся в его мета данных и описаны в явном и понятном виде.
Для организации кода в пространстве имен в java используются пакеты, а jar файл рассматривается как модуль. Несоответствие между этими понятиями вызывает большую проблему. У вас есть имя java класса, но оно вам не подскажет в каком jar файле живет этот класс и откуда его загружать.
В Fantom было принято простое решение для управления имен: три уровня иерархии в имени «pod::type.slot», т.е. на первом уровне всегда имя пода, затем имя типа (аналог Class в java) и затем имя слота (метод или поле). Такое согласованное поведение в пространстве имен позволяет легко управлять процессом сборки больших систем.
Java и C# движутся в направлении полноценной поддержки замыканий, но после себя они оставляют большой след истории, в качестве старого API. Fantom создавался с поддержкой замыканий на начальной стадии. Замыкания — ключевая особенность языка, которая используется везде и всегда.
Наилучшим описанием будет пара примеров:
Большинство языков в настоящий момент имеют одну общую модель между потоками. Это означает, что разработчик сам должен позаботиться о блокировке памяти. Некорректная блокировка может привести к неприятных ошибкам, таким как взаимные блокировки, состояние гонки и т.д. Все это довольно низкий уровень к управлению параллелизма.
Fantom поддерживает параллелизм, используя следующие техники:
Распространённой ошибкой является мнение, что Fantom — это очередная улучшенная версия Java. Но стоит только взглянуть на него, как на язык со своей философией и концепциями, как начинаешь понимать всю его прелесть. Помимо стабильности, к Fantom можно отнести ряд таких особенностей, как дружелюбное сообщество, полностью открытый исходный код, приятную IDE и ещё множество приятных мелочей.
class HelloWorld
{
static Void main() { echo("Hello, World!") }
}
Переносимость
Основной причиной создания Fantom было написание программного обеспечения, которое может запускаться на двух платформах Java VM и .NET CLR. Реальность такова, что большинство компаний разрабатывают свое программное обеспечение для одной из этих платформ. Даже такие динамические языки, как Python и Ruby работают на одной из этих виртуальных машин. Fantom был создан решить проблему переносимости с одной виртуальной машины на другую. Исходный код Fantom компилируется в fcode — байткод, который легко может быть транлирован в Java байткод или IL. Транслирование происходит во время выполнения, что позволяет развертывать Fantom модуль, как отдельный файл, и запускать на любой VM.
Портативность означает значительно больше, чем просто Java или .NET. Как было сказано выше, Fantom может компилироваться в JavaScript для работы в браузерах. При этом Fantom не собирается останавливаться на достигнутом, следующие цели — Objective-C для iPhone, LLVM, Parrot.
Элегантное API
Хотя о вкусах и не спорят(«Beauty is in the eye of the beholder»), создатели Fantom по-настоящему одержимы красивым и удобным API. Один из основных принципов Fantom. Java и .NET имеют одну общую тенденцию максимального деления функционала на маленькие независимые и абстрагированные единицы (классы). Fantom имеет противоположную философию — они верят, что можно обойтись малым, но мощным количеством единиц.
Хорошим примером является пакет java.io, который содержит больше 60 классов и интерфейсов, в Fantom все необходимое лежит в четырех классах: File, Buf, InStream и OutStream. И вот так выглядит его использование:
Void textIO()
{
f := File(`text-io.txt`)
// write text file (overwrites existing)
f.out.printLine("hello").close
// append to existing text file
f.out(true).printLine("world").close
// read text file as big string
echo(f.readAllStr)
// read text file into list of lines
echo(f.readAllLines)
// read text file, line by line
f.eachLine |line| { echo(line) }
}
Типизация
Весь мир раскололся на сторонников статической и динамической типизации. Создатели Fantom считают, что обе стороны крайне критично относятся друг к другу и выбирают середину между ними — умеренный подход к системе типизации.
Со стороны статической типизации, Fantom требует описание полей и сигнатур методов с указанием типов. Это хорошая практика, зафиксировать формат общения между компонентами. К примеру, если я хочу написать метод, который работает со строкой и числом, то это должно быть зафиксировано прямо в коде. В отличие от статической типизации сигнатур методов и полей, в коде она часто только мешает, заставляя писать ненужный код. Вывод типов в Fantom позволяет избежать этой проблемы. Например, громоздкое создание словаря в java:
Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "one");
map.put(2, "two");
Эквивалентно в Fantom одной строчке:
map := [1: "one", 2: "two"]Но иногда вам действительно нужна динамическая типизация, поэтому одной из ключевых особенностей Fantom является возможность вызвать метод, используя статическую или динамическую типизацию. Если вы вызываете метод с помощью оператора ".", вызов будет проверен компилятором и скомпилирован в эффективный машинный код.
С другой стороны, вы можете использовать оператор "->", для указания динамического вызова. На самом деле, "->" будет перенаправлен на вызов Obj.trap. По умолчанию trap работает как ".", но только во время выполнения. Вы можете изменить это поведение, определив свой динамический дизайн.
if (a is Str) { return a->toInt }
obj->foo // obj.trap("foo", [,])
obj->foo(2, 3) // obj.trap("foo", [2, 3])
obj->foo = 7 // obj.trap("foo", [7])
Дженерики
Интересно, что пока Fantom пытается сделать код менее типизированным, Java и C# идут в сторону более строгой типизации, дженерики иллюстрируют этот тренд. Полностью параметризированная системы напрямую связана со сложностью системы, поэтому в Fantom сейчас пытаются найти баланс между пользой и сложностью.
В настоящий момент у Fantom ограниченная поддержка дженериков — пользователь не может использовать свои собственные. Однако, три встроенных класса могут List, Map и Func. К примеру, список целых чисел в Fantom объявляется как Int[]. Создатели Fantom считают, что попали в середину: дженерики есть, но без усложнения системы.
Примеси
Вопрос сопоставления модели из предметной области в код — один из самых часто решаемых вопросов в разработке программного обеспечения. Обычно в объектно-ориентированном программирование данная фраза означает моделирование классов и интерфейсов. Java и C# используют одинаковый подход: классы поддерживают одиночное наследование, интерфейсы множественное наследование, но не поддерживают наследование реализаций.
Каждый, кто работал с Java или C#, знает, что выбор между созданием класса или интерфейса очень важен. Потому что, если вы выберете класс, то вы используете свой единственный шанс на наследование реализации. Если у вас большая и сложная модель, то интерфейсы становятся дополнительной нагрузкой. К примеру, если есть два объекта, имеющих разных наследников, и одинаково реализующие один и тот же интерфейс, функционал придется продублировать. Кроме дублирования есть проблема изменение версии интерфейса, которая затрагивает все реализации.
Есть множество хороших причин почему Java и C# используют модель классов/интерфейсов. Множественное наследование открывает многие двери, но происходит это за счет увеличения сложности и довольно неприятных нюансов. Fantom снова занимает середину, называемую примеси (mixins). Примеси — это интерфейсы, которую могут хранить в себе реализацию. Чтобы избежать ошибок множественного наследования, у примеси ограничены некоторые функции, такие как поля, хранящие состояние. Пример примеси:
mixin Audio
{
abstract Int volume
Void incrementVolume() { volume += 1 }
Void decrementVolume() { volume -= 1 }
}
class Television : Audio
{
override Int volume := 0
}
Если интересно, java эквивалент можно посмотреть здесь.
Модульность
Модульность — важный аспект программного обеспечения, который необходим современному языку программирования.
К сожалению, последнюю декаду в java мы испытываем настоящий ад с classpath. Кроме проблем с classpath, java приняла неправильное решение и перешла к монолиту J2SE размером 44Mb, что значительно замедлило наши с вами приложения.
В .NET подошли к этому вопросу крайне серьезно, поэтому благодаря механизму версий, GAC и другим средствам часть проблем из Java была решена. Но они утеряли простоту zip модуля и начали паковать модули в DLL, которые содержат еще много разных запчастей, что не позволяет легко работать с модулем.
В Fantom все строится на модулях, называемых подами (pods). Как и в java, под — это просто zip файл, который можно легко посмотреть. Мета данные пода хранится в специальном файле /meta.props, представляющее собой записи вида ключ-значение, такие как pod.name, pod.version, pod.depends и так далее. Зависимости пода хранятся в его мета данных и описаны в явном и понятном виде.
Для организации кода в пространстве имен в java используются пакеты, а jar файл рассматривается как модуль. Несоответствие между этими понятиями вызывает большую проблему. У вас есть имя java класса, но оно вам не подскажет в каком jar файле живет этот класс и откуда его загружать.
В Fantom было принято простое решение для управления имен: три уровня иерархии в имени «pod::type.slot», т.е. на первом уровне всегда имя пода, затем имя типа (аналог Class в java) и затем имя слота (метод или поле). Такое согласованное поведение в пространстве имен позволяет легко управлять процессом сборки больших систем.
Функциональное программирование
Java и C# движутся в направлении полноценной поддержки замыканий, но после себя они оставляют большой след истории, в качестве старого API. Fantom создавался с поддержкой замыканий на начальной стадии. Замыкания — ключевая особенность языка, которая используется везде и всегда.
// print a list of strings
list := ["red", "yellow", "orange"]
list.each |Str color| { echo(color) }
// print 0 to 9
10.times |i| { echo(i) }
// create a function that adds two integers
add := |Int a, Int b->Int| { return a + b }
nine := add(4, 5)
// map Int to Str
map := [0:"zero", 1:"one", 2:"two"]
// empty Int:Str map
Int:Str[:]
// map
[1, 2, 3].map { "f" + it * 2 } // ["f2", "f4", "f6"]
//reduce
["2":2, "3":3, "4":4].reduce(0) |Int sum, Int v->Int| { sum + v } // 9
Декларативное описание
Наилучшим описанием будет пара примеров:
Window
{
title = "Example"
size = Size(300, 200)
content = EdgePane
{
center = Label { text = "Hello world"; halign = Halign.center }
bottom = Button { text = "Close"; onAction.add { it.window.close } }
}
}.open
homer := Person
{
name = "Homer Simpson"
age = 39
children =
[
Person { name = "Bart"; age = 7 },
Person { name = "Lisa"; age = 5 },
Person { name = "Maggie"; age = 1 }
]
}
Параллелизм
Большинство языков в настоящий момент имеют одну общую модель между потоками. Это означает, что разработчик сам должен позаботиться о блокировке памяти. Некорректная блокировка может привести к неприятных ошибкам, таким как взаимные блокировки, состояние гонки и т.д. Все это довольно низкий уровень к управлению параллелизма.
Fantom поддерживает параллелизм, используя следующие техники:
- Неизменяемые объекты (потоковая безопасность)
const class Point { new make(Int x, Int y) { this.x = x; this.y = y } const Int x const Int y } p := Point(0, 0) // ok p.x = 10 // throws ConstErr vowels := ['a','e','i','o','u'].toImmutable
- Статические поля могут хранить только неизменяемые объекты, поэтому разные потоки не могут получить доступ к общим изменяемым данным.
- Модель сообщений (actors) для общения между потоками (Erlang-style)
echo("\n--- echoActor ---") // this actor just echos messages sent to it a := Actor(ActorPool()) |msg| { echo(msg); return msg } // send some messages and have them printed to console f1 := a.send("message 1") f2 := a.send("message 2") f3 := a.send("message 3") // now block for the result of each message echo("Result 1 = " + f1.get) // message 1 echo("Result 2 = " + f2.get) // message 2 echo("Result 3 = " + f3.get) // message 3
Синтаксический сахар
- Значения по умолчанию для параметров
class Person { Int yearsToRetirement(Int retire := 65) { return retire - age } Int age }
- Вывод типов — типы локальных переменных могут быть выводимыми
- Неявный доступ к полям
class Thing { Int id := 0 { get { echo("get id"); return &id } set { echo("set id"); &id = it } } }
- Нулевые типы — разделение типов на те, которые не могут принимать null, как значение, и которые могут.
Str // never stores null Str? // might store null x := str.size => x is typed as Int x := str?.size => x is typed as Int?
- Убраны проверяемые исключения, в C# Anders Hejlsberg также не включил их (и правильно сделал)
- Числовая точность — существует только 64 разрядная поддержка Int и Float
Ресурсы
- Fantom eclipse-based IDE F4
- Web applications framework Tales
//Hello world written in tales using tales class HelloWorld : Page{ @Route{uri="/hello-world"} Void main(){ response.writeStr("Hello World") } }
- Logic-free template engine Mustache
using mustache Mustache template := Mustache("Hello, {{ name }}!".in) template.render(["name":"world"])
- Fantom Pod repository
- fantom.org
Заключение
Распространённой ошибкой является мнение, что Fantom — это очередная улучшенная версия Java. Но стоит только взглянуть на него, как на язык со своей философией и концепциями, как начинаешь понимать всю его прелесть. Помимо стабильности, к Fantom можно отнести ряд таких особенностей, как дружелюбное сообщество, полностью открытый исходный код, приятную IDE и ещё множество приятных мелочей.
