1.2　何为Scala

1.2　何为Scala

Scala，是Scalable Language的缩写，它是一门混合型的函数式编程语言。Martin Odersky③是它的创始人，2003年发布了第一个版本。下面是Scala的一些关键特性④：

③请阅读附录A，了解更多信息。

④请参考附录A，获得权威的语言规范。

它拥有基于事件的并发模型；
它既支持命令式风格，也支持函数式风格；
它是纯面向对象的；
它可以很好的与Java混合；
它强制使用自适应静态类型；
它简洁而有表现力；
它构建于一个微内核之上；
它高度可扩展，可以用更少的代码创建高性能应用。

下面的小例子突出了这些特性：

Introduction/TopStock.scala

import scala.actors._
import Actor._
val symbols = List( "AAPL", "GOOG", "IBM", "JAVA", "MSFT")
val receiver = self
val year = 2008
symbols.foreach { symbol =>
  actor { receiver ! getYearEndClosing(symbol, year) }
}
val (topStock, highestPrice) = getTopStock(symbols.length)
printf("Top stock of %d is %s closing at price %f\n", year, topStock, highestPrice)

不用想语法，我们先从大处着眼。symbols指向一个不变的List，其中持有股票代码。我们对这些股票代码进行循环，调用actor。每个actor在单独的线程中执行。因此，同actor关联的代码块({})运行在其自己的线程上。它调用（尚未实现的）函数getYearEndClosing()。这个调用的结果返回发起请求的actor。这由特殊的符号（!）实现。回到主线程，我们调用（尚未实现的）函数getTopStock()。在上面的代码完全实现之后，我们就可以并发地查询股票收盘价了。

现在，我们看看函数getYearEndClosing()：

Introduction/TopStock.scala

def getYearEndClosing(symbol : String, year : Int) = {
  val url = "http://ichart.finance.yahoo.com/table.csv?s=" +
    symbol + "&a=11&b=01&c=" + year + "&d=11&e=31&f=" + year + "&g=m"
  val data = io.Source.fromURL(url).mkString
  val price = data.split("\n")(1).split(",")(4).toDouble
  (symbol, price)
}

在这个短小可爱的函数里面，我们向http://ichart.finance.yahoo.com发出了一个请求，收到了以CSV格式返回的股票数据。我们解析这些数据，提取年终收盘价。现在，先不必为收到数据的格式操心，它并不是我们要关注的重点。在第14章，我们还将再用到这个例子，提供所有与Yahoo服务交流的细节。

还需要实现getTopStock()方法。在这个方法里，我们会收到收盘价，确定最高价的股票。我们看看如何用函数式风格实现它：

Introduction/TopStock.scala

def getTopStock(count : Int) : (String, Double) = {
  (1 to count).foldLeft("", 0.0) { (previousHigh, index) =>
    receiveWithin(10000) {
      case (symbol : String, price : Double) =>
        if (price > previousHigh._2) (symbol, price) else previousHigh
    }
  }
}

在这个getTopStock()方法中，没有对任何变量进行显式赋值的操作。我们以股票代码的数量作为这个方法的参数。我们的目标是找到收盘价最高的股票代码。因此，我们把初始的股票代码和高价设置为（"", 0.0），以此作为foldLeft()方法的参数。我们用foldLeft()方法去辅助比较每个股票的价格，确定最高价。通过receiveWithin()方法，我们接收来自开始那个actor的股票代码和价格。如果在指定时间间隔没有收到任何消息，receiveWithin()方法就会超时。一收到消息，我们就会判断收到的价格是否高于我们当前的高价。如果是，就用新的股票代码及其价格作为高价，与下一次接收的价格进行比较。否则，我们使用之前确定的（previousHigh）股票代码和高价。无论从附着于foldLeft()的代码块（code block）中返回什么，它都会作为参数，用于在下一元素的上下文中调用代码块。最终，股票代码和高价从foldLeft()返回。再强调一次，从大处着眼，不要管这里的方法的细节。随着学习的深入，你会逐步了解它们的详细内容。

大约25行代码，并发地访问Web，分析选定股票的收盘价。花上几分钟，分析一下代码，确保你理解了它是如何运作的。重点看方法是如何在不改变变量或对象的情况下，计算最高价的。整个代码只处理了不变状态；变量或对象在创建后就没有修改。其结果是，你不需要顾虑同步和数据竞争，代码也不需要有显式的通知和等待序列。消息的发送和接收隐式地处理了这些问题。

如果你把上面所有的代码放到一起，执行，你会得到如下输出：

Top stock of 2008 is GOOG closing at price 307.650000

假设网络延迟是d秒，需要分析的是n个股票代码。如果编写代码是顺序运行，大约要花n×d秒。因为我们并行执行数据请求，上面的代码只要花大约d秒即可。代码中最大的延迟会是网络访问，这里我们并行地执行它们，但并不需要写太多代码，花太多精力。

想象一下，用Java实现上面的例子，你会怎么做。

上面的代码的实现方式与Java截然不同，这主要体现在下面3个方面。

首先，代码简洁。Scala一些强大的特性包括：actor、闭包、容器（collection）、模式匹配、元组（tuple），而我们的示例就利用了其中几个。当然，我还没有介绍过它们，这还只是简介！因此，不必在此刻就试图理解一切，通读本书之后，你就能够理解它们了。
我们使用消息进行线程间通信。因此不再需要wait()和notify()。如果你使用传统Java线程API，代码会复杂几个数量级。新的Java并发API通过使用executor服务减轻了我们的负担。不过，相比之下，你会发现Scala基于actor的消息模型简单易用得多。
因为我们只处理不变状态，所以不必为数据竞争和同步花时间或精力（还有不眠夜）。

这些益处为你卸下了沉重的负担。要详细地了解使用线程到底有多痛苦，请参考Brian Goetz的Java Concurrency in Practice [Goe06]。运用Scala，你可以专注于你的应用逻辑，而不必为低层的线程操心。

你看到了Scala并发的益处。Scala也并发地⑤为单线程应用提供了益处。Scala让你拥有选择和混合两种编程风格的自由：Java所用的命令式风格和无赋值的纯函数式风格。Scala允许混合这两种风格，这样，你可以在一个线程范围内使用你最舒服的风格。Scala使你能够调用和混合已有的Java代码。

⑤这里一语双关。——编者注

在Scala里，一切皆对象。比如，2.toString()在Java里会产生编译错误。然而，在Scala里，这是有效的——我们调用Int实例的toString()方法。同时，为了能给Java提供良好性能和互操作性，在字节码层面上，Scala将Int的实例映射为32位的基本类型int。

Scala编译为字节码。你可以按照运行Java语言程序相同的方式运行它。⑥也可以很好的将它同Java混合起来。你可以用Scala类扩展Java类，反之亦然。你也可以在Scala里使用Java类，在Java里使用Scala类。你可以用多种语言编写应用，成为真正的多语言程序员⑦——在Java应用里，在需要并发和简洁的地方，就用Scala（比如创造领域特定语言）吧！

⑥你可以把它当作脚本运行。

⑦参见附录A，也请阅读Neal Ford著的The Productive Programmer [For08]。

Scala是一个静态类型语言，但是，不同于Java，它拥有自适应的静态类型。Scala在力所能及的地方使用类型推演。因此，你不必重复而冗繁地指定类型，而可以依赖语言来了解类型，在代码的剩余部分强制执行。不是你为编译器工作；相反，编译器为你工作。比如，我们定义var i = 1，Scala立即就能推演出变量i是Int类型。现在，如果我们将某个字符串赋给那个变量，比如，i = "haha"，编译器就会给出如下的错误：

error: type mismatch;
 found   : java.lang.String("haha")
 required: Int
       i= "haha"

在本书后面，你会看到类型推演超越了简单类型定义，也进一步超越了函数参数和返回值。

Scala偏爱简洁。在语句结尾放置分号是Java程序的第二天性。Scala可以为你的小拇指能从多年的虐待中提供一个喘息之机——分号在Scala中是可选的。但是，这只是个开始。在Scala中，根据上下文，点运算符（.）也是可选的，括号也是。因此，不用写成s1.equals(s2);，我们可以这么写s1 equals s2。去掉了分号、括号和点，代码会有一个高信噪比。它会变成更易编写的领域特定语言。

Scala最有趣的一个方面是可扩展性。你可以很好享受到函数式编程构造和强大的Java程序库之间的相互作用，创建高度可扩展的、并发的Java应用，运用Scala提供的功能，充分发挥多核处理器的多线程优势。

Scala真正的魅力在于它内置规则极少。相比于Java，C#和C++，Scala语言只内置了一套非常小的内核规则。其余的，包括运算符，都是Scala程序库的一部分。这种差异具有深远的影响。因为语言少做一些，你就能用它多做一些。这是真正的可扩展，它的程序库就是一个很好的研究案例。

1.2 何为Scala

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