Scala創始人：創造比Java更好的語言
原創【51CTO快譯】近日，Scala語言的創始人Martin Odersky接受了Artima的一系列訪談。Martin Odersky在2001年開始創立Scala語言，最初的動機是因為對Java的一些特性感到不滿，想要創建一個比Java更高級的語言。他基本達到了這個目的：Scala成為了Java的首選替代之一。如果你對Scala語言還不太了解，可以參考Scala編程語言簡介。
本文是訪談的第一個系列。在這部分節選的內容中，Martin Odersky詳細的描述了他創建Scala的前因后果：他是如何創建這個基于JVM和Java類庫的、不同于Java的語言的。
Scala創始人Martin Odersky
因編譯器而著迷
Artima：讓我們從頭開始。您是如何開始介入編程語言的？
Martin Odersky：我最喜愛的科目一直都是編譯器和編程語言。1980年，當我在讀大學的時候，第一次接觸編譯器，我就馬上想自己建立一個編譯器。那時候我唯一可以買得起的電腦是Sinclair ZX 80，它只有1KB的RAM 。幸運的是，不久后我有了一個性能更強大的機器Osborne-1，它是世界上第一款“便攜式”（筆記本）電腦，看上去就像一個傾斜90度的縫紉機。它有一個5英寸的顯示屏，每行顯示52個字符。但它有一個56KB可用的RAM以及兩個90K的軟盤驅動器。
在那些日子里，我花了一些時間與我大學里的另一名學生Peter Sollich一起研究。我們一起了解了一種新語言Modula-2，我們發現它非常棒，而且設計良好。因此，我們計劃編寫一個適用于8位Z80計算機的Modula-2編譯器。但是出現了一個小問題，Osborne附帶的唯一語言是Microsoft Basic，這完全不適合我們的想法，因為它甚至不支持帶參數的程序，只能使用全局變量。而當時的其他編譯器對于我們來說又都太昂貴了。因此，我們決定采用經典的bootstrapping（引導）技術。Peter使用Z80匯編語言為一個小小的Pascal子集編寫了第一個編譯器。然后，我們不斷改進這個編譯器，使它能夠逐漸編譯稍微大量的語言。經過幾代版本后的改進，直到我們可以編譯所有的Modula-2語言。它可以產生解釋后的字節碼以及Z80二進制碼。該字節碼是當時所有系統中最簡潔的，其二進制版本是當時8位機上最快的。我們的這個編譯器在當時看來是能力相當不錯的系統。
我在我們即將要完成我們的編譯器之前，Borland帶著其Turbo Pascal橫空出世，同時正在考慮入主Modula-2市場。事實上，Borland決定購買我們的Modula-2編譯器，并將以Turbo Modula-2的名字出售，適用于CP/M芯片，并想要開發其IBM PC版本，我們提議為他們編寫IBM PC版本，但他們告訴我們，他們對于這個版本的開發已經做好了安排。但不幸的是，這個版本的開發周期遠遠超出了他們的計劃。3、4年后，其編碼實現小組從公司中獨立出來，并推出了TopSpeed Modula-2。在沒有IBM PC版本時，Borland繼Turbo-Modula-2之后就再也沒有任何市場競爭力了。
（51CTO編者：這個曾經的開發巨頭Borland于日前隕落。詳情可參考Borland傳奇終結 被英國軟件商7500萬美元收購）
當我們完成Modula-2編譯器時，Borland提議要雇用Peter和我。于是Peter去加入了他們的行列。我曾經也想這樣做，但有個問題是，我仍然還有一年的課程沒有讀完，而且還要計劃讀碩士。當時我很受誘惑，甚至想過退學。但最后，我決定堅持讀完大學。之后，在做碩士項目期間（有關增量分析的課題），我發現我更喜歡做研究。于是最終我放棄了加入Borland編寫編譯器的想法，而是繼續在蘇黎世ETH攻讀Niklaus Wirth的博士，Niklaus Wirth是Pascal和Modula-2的發明者。
為了更好的Java而努力
Artima：Scala是如何出現的？Scala的發展史是什么樣的？
Martin Odersky：在我的蘇黎世生活快要結束的時候，大概是1988到1989年，我開始非常喜歡函數式程序設計。于是，我一直留在那里做研究，最終成為一名德國卡爾斯魯厄的大學教授。我最初的工作偏向于編程的理論方面，比如call-by-need lambda（惰性λ）演算。這項工作是同Phil Wadler共同進行的，他當時在格拉斯哥大學。有一天，Phil告訴我，他的研究組里一個很勤奮的助教聽說有一種新的語言要被推出，目前這種語言仍處于alpha版本階段，語言的名字為Java。這個助教告訴Phil：“看看這個Java，它所具有的靈活性。它擁有字節碼，它可以運行在網絡上，它具有垃圾收集功能。這個Java將要毀滅你們。你們準備怎么應對？” Phil說，是的，也許他說的有些道理。
對此的回應就是，Phil Wadler和我決定從函數式程序設計中提取出一些想法，并把這些想法轉移到Java空間。這一努力成就了一個新語言Pizza，它具有函數式程序設計的三個特點：泛型、高階函數以及模式匹配。Pizza最初發布于1996年，是在Java發布的一年之后。Pizza是比較成功的，因為它表明，我們可以在JVM平臺上實現函數式語言的特性。
然后，我們接觸了來自Sun核心開發團隊的Gilad Bracha和David Stoutamire。他們說：“我們對你們一直所研究的泛型非常感興趣，讓我們一起做一個關于泛型的項目吧。”那就是GJ（泛型Java）。因此，我們于1997/98年開發了GJ，6年后，對它進行一些補充，使之成為了Java 5中的泛型功能。特別是，補充了由Gilad Bracha和奧胡斯大學的人們一起獨立開發的Java泛型通配符。
雖然我們的泛型擴展被擱置了6年，但Sun公司對于我為GJ所開發的編譯器表現出了濃厚的興趣。經證明，我所寫的編譯器比他們的第一個Java編譯器更穩定、更易于維護。因此，他們決定從2000年推出的1.3版本開始，將GJ編譯器作為其標準的Javac編譯器。
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然后，為了比Java更好的語言
Martin Odersky：現在，經過Pizza和GJ的經歷，我有時會感到沮喪，因為Java是一個具有非常強的約束的語言。因此，很多事情都不能像我想象的那種方式那樣去做——那種我原本確信是正確的方式。所以本來，本質上我的工作是集中于讓Java變得更好，但在那之后，我決定，現在是時候應該后退一步看看了。我想要從零開始，看看我能否可以設計出一些比Java更好的東西。但與此同時，我知道我不能從零開始。我需要借助一個現有的基礎架構，否則這只是不切實際地引導自己去無中生有，沒有任何類庫、工具等等。
所以我決定，即使我想要設計出一種不同于Java的語言，始終還是要借助Java的基礎架構——JVM和它的類庫。這就是我的想法。我認為在那個時候，這是一個很好的機會，那時候我正在洛桑聯邦理工大學擔任教授，這為我提供了一個極好的獨立研究的環境。我可以組建一個小型研究組。
開始的時候，我們非常激進。我們想要在一個現有的非常好的模型上創建一些東西，該模型為join calculus（連接演算）。我們創建了一個連接演算的面向對象版本Functional Nets，以及一種新語言Funnel。但是，又過了一段時間，我們發現，Funnel是一個非常純粹的語言，并不一定很實用。Funnel是建立在一個非常小的內核之上。很多人們通常認為理所當然的事情（如類，或模式匹配）都只能通過編碼到內核才能實現。從學術的角度來看這是一項非常優雅的技術。但運用于實際它就并不那么好。初學者覺得這種必要的編碼相當困難，而高手們卻覺得不得不一次又一次地編碼非常無聊。
因此，我們決定再次從頭開始，并做一些介于Funnel（非常純粹的學術語言）和GJ（非常實用但卻存在一些限制的語言）中間的技術。我們希望創造一些能夠實用和有價值，同時又比Java高級的東西。在大約2002年時，我們開始著手進行這種語言，稱之為Scala。首次公開發布是在2003年。相對比較大規模的一次重新設計是在2006年初。從此，它開始穩步成長。
更好的Java受到的約束
Artima：您說您那時候感到很沮喪，遇到一些約束，需要向后兼容Java。您能否提供一些遇到約束的具體的例子？
Martin Odersky：在泛型設計中，有很多非常強硬的約束。其中最強、最難以應付的是，它必須充分地向后兼容非泛型Java。Collections類庫只停留在1.2版本，而且僅僅因為泛型的出現，Sun不準備推出全新的Collections類庫。因此，只能完全透明工作。（51CTO編者：有關Collections類庫的更多內容，可參考這篇基于JDK 5.0一些collection類的使用總結，以及《Java語言的科學與藝術》一書中的Collection層次結構章節。）
這就是為什么總會存在一些相當難看的東西。你總是不得不使用具有泛型類型的非泛型類型，即所謂的raw（原始）類型。還有，你不能改變數列行為，否則就會有未經檢查的警告。最重要的是，你不能利用數組做你想做的很多事情，比如生成一個具有類型參數的數組。后來在Scala，我們知道了實際上能如何實現這些事情，但是這可能僅僅是因為我們給Scala設置的條件是協變數組。
Artima：您能否就Java的協變數組詳細說明一下該問題？
Martin Odersky：當Java剛出現時，Bill Joy和James Gosling以及其他Java組成員都認為，Java應該有泛型，只是他們沒有足夠的時間做出詳細設計。所以由于Java中沒有泛型，至少最初階段沒有，他們就認為，數組不得不是協變的。例如，這意味著一個字符串（String）數組是一個對象（Object）數組的子類型。其原因是他們希望能夠重寫，比如，一個“通用”排序方法，采用了一個對象數組和一個用來排序該數組的比較器，然后讓你傳送一個字符串數組的參數給它。通常情況下這屬于類型不健全。這就是為什么在Java中你會獲得一個數組存儲例外。這實際上也證明，這種同樣的事情引起了對于數組泛型實現的需求。這就是為什么在Java中泛型并不好使。你不能定義一個字符串的列表數組，這是不可能的。你只能被迫使用難看的原始類型，永遠都只能是一個列表數組。因此，這有點類似原罪。他們對此做出了非常迅速的回應，認為這是一個快速破解。但隨后實際上每一個設計決定都被毀滅了。因此，為了不陷入同樣的陷阱，我們不得不中斷，并提出現在我們將不向上兼容Java，我們也想做一些不同的事情。
編者后記
Scala到目前為止還是一個相對小眾的語言，在TIOBE每月的排行榜上都在20到30之間浮動，與每月排名第一的Java在流行程度上仍有很大的差距。然而Scala在數年之間已經得到了越來越多開發者的關注，在國外的開發者討論區中常常會看到有Scala的專區。Scala在現在以及未來的開發界絕對是一個不可忽視的語言。
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