Spoofax语言工作台学习笔记——概念篇

    Spoofax是一个帮助开发者快速开发领域特定语言的一个平台，你可以使用它开发出属于自己的语言，并且拥有一个全功能的Eclipse插件，具有语言编辑和编译的功能。

关于领域特定语言

    领域特定语言(domain-specific languages，简称DSL)并不是什么新奇的事物，它不同与C、Java这类通用语言(general-purpose language)，DSL具有表达受限的特性，功能上也是为了某种实际的需要，特别设计的。比较广为认知的DSL，有数据库查询语言——SQL，网页设计中的级联样式表——CSS，它们都具有表达受限的特性，并且为了某种特殊的目的设计。可见DSL在编程届流行已久，它不停的改变程序员看待编程的角度。关于更多DSL的知识，可以参考Martin Fowler的《领域特定语言》一书。

关于Syntax Definition Formalism

    设计语言一个重要的一个环节是定义语法，尽管领域特定语言的语法可以设计的很简单，但是我们有了Spoofax这个有力的工具，理论我们可以把我们的DSL的语法设计的如同通用语言一样复杂。尽管实际情况中太复杂的语法并没有必要，但是语法制导的语言比分隔符制导的语言更具有可读性，能代表更多的语义，让DSL具有一定的语法规则应该是个不错的选择。
    在Spoofax中我们设计DSL的语法由SDF(syntax definition formalism)语言定义，SDF由一系列的产生式（production）组成。理解SDF首先必须了解编译原理的相关知识，产生式、语法树一些概念。

    Spoofax会把源文件（由DSL编写）通过SDF定义的语法规则，生成抽象语法树（在Spoofax中直接生成语法树，简化了编译过程）

关于Stratego

    其次就是翻译（transformation）的过程，在Spoofax中翻译规则由Stratego语言定义，Stratego由一系列的重写规则（rewrite rules）组成，把一个语法树转换成另一个语法树，或者转换成另外一个目标语言。
类比C语言的编译过程，C编译器把C语言（源语言）文本，转换成抽象语法树，然后生成汇编语言（目标语言），（注意，C编译器实际工作远比这复杂，例如预处理，词法分析，最后还要链接生成可执行文件，这里只是简单举例）。而Spoofax通过SDF定义的产生式，把用DSL编写的源文件转换成抽象语法树，再通过Stratego定义的重写策略，翻译成目标语言（或者中间会转换成其他语法树）。



    Spoofax到底能做什么呢？在实践开发中，我们往往面临大量的重复编码，错综复杂的业务和技术细节交织在一起，因为一些框架、库把一些通用部分抽象出来，努力使开发者从底层细节解脱出来，尽管库已经能解决很大一部分问题，但是使用库或者框架还是需要开发者了解非常多的技术细节，但这也比自己维护“轮子”轻松的多。例如，使用Struts这类MVC框架，开发者依然要编写大量的XML配置文件驱动框架，从某种意义上说这种配置文件也是一种DSL，但是它其实只是具有树结构的数据结构。因此DSL大有可为，用其丰富的语义表现复杂的逻辑。


    当有了Spoofax这样的工作台，构建DSL的成本越来越低，我们可以使用它设计一种DSL，解决团队中经常碰到的一些问题，它们中有些甚至很难用库去抽象（或者开发库的成本太大），我们大可以设计一种语法简单不关心技术细节，只关心业务的语言的DSL，去生成复杂的目标语言。为了一两个程序去开发一种DSL未免太大材小用，但是实际情况中，一个团队接手的项目总是类似的，业务大同小异，设计一种DSL的成本往往能得到回报，当然前提是设计得当，否则可能会增加项目的复杂度。