09.04.2023

Scala und LiftFelix Müller

09.04.2023 Scala und Lift2

Mein Background

► 7 Jahre Java, 2 Jahre C# und andere Sprachen

► 4 Monate Scala

► 3 Monate Lift

► Studentischer Mitarbeiter

► Bachelorarbeit bei adesso zum Thema: „Vergleich des Scala Web-Frameworks Lift mit dem Java EE Programmiermodell “

► Twitter: @fmueller_bln

► Mail: felix.mueller@adesso.de

09.04.2023 Scala und Lift3

Erwartungen und Ziele

Eure Erwartungen

► Scala sehen und verstehen

► Feeling für Scala entwickeln

► Ideen für die Anwendung von Scala bekommen

► Lift kennenlernen

► Einsatzszenarien für Lift erfahren

Meine Ziele

► eure Erwartungen erfüllen ;-)

► den Spaß an Scala vermitteln

► praktische Einführung in Scala geben

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Agenda

Scala

Lift

Ausblick

09.04.2023

ScalaEine ausführliche Einführung

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Agenda – Scala

Was, warum und wo?

Einführung in die Sprache

Scala im Vergleich zu Java

Beispielanwendung

Tool Chain

Fazit

09.04.2023 Scala und Lift7

Was ist Scala?

► eine objektfunktionale Programmiersprache

► Programmiersprache für die JVM (und .Net)

► 2003 in Version 1 veröffentlicht aktuell: 2.9

► ursprünglich akademischer Kontext: entwickelt an École polytechnique fédérale de Lausanne

► seit Version 2.9: Enterprise Kontext durch Typesafe (Martin Odersky, James Gosling, Doug Lea, Heiko Seeberger u.a.)

Martin Odersky,Scala Erfinder

Top Java Ambassador,JAX Innovation Awards 2011

09.04.2023 Scala und Lift8

Was ist Scala?

Scala ist…

► vollständig objektorientiert, funktional und imperativ.

► eine Skript- sowie moderne Applikationssprache.

► interoperabel mit Java und ein aufgeräumtes Java.

► ein Toolkit zum Erstellen von eigenen Sprachen (DSLs).

► das was Java schon lange sein sollte, aber vielleicht erst in 10 Jahren ist.

09.04.2023 Scala und Lift9

Was ist Scala?

Was kann man mit Scala?

► Beliebige Problemstellungen ausdrücken und per Typsystem prüfen

► Für jeden Anwendungsfall einen optimalen Kontext schaffen

► Vorhandenen Code zu jeder beliebigen Zeit flexibel und sicher erweitern

► Direkt auf der JVM aufsetzen und beliebige Java-Libraries nutzen

► Einfache Aufgaben erledigen, komplexe einfach machen

► Mit den Aufgaben und Anforderungen wachsen Scalable

09.04.2023 Scala und Lift10

Warum Scala?

Entwicklersicht

► statisch typisierte Sprache mit vielen Vorteilen von dynamisch typisierten

► keine Java-Krücken, aber die reiche Spielwiese von Java (Libraries)

► „Jedes Jahr eine neue Sprache“ (Pragmatic Programmers)

► („Weil wir es können…“)

Managementsicht

► weniger Code weniger Fehler weniger Aufwand

► „Faster Time to Market“

► 100 % Java Kompatibilität Integration mit bestehender Codebasis

► Attract smarter programmer

09.04.2023 Scala und Lift11

Warum Scala?

Java Scala Groovy JRuby Clojure

Typisierung statisch statisch dynamisch dynamisch dynamisch

Paradigma OO OO/FP OO OO FP

► Vergleich der wichtigsten JVM-Sprachen

09.04.2023 Scala und Lift12

Warum Scala?

Java Scala Groovy JRuby Clojure

Typisierung statisch statisch dynamisch dynamisch dynamisch

Paradigma OO OO/FP OO OO FP

► Vergleich der wichtigsten JVM-Sprachen

09.04.2023 Scala und Lift13

Warum Scala?

► Stackoverflow Rankings als Relevanzindikator (Stand: 5. Juli 2011)

Tag Anzahl Fragen mit dem Tag

java 136920

scala 4635

groovy 2388

clojure 1742

jruby 685

09.04.2023 Scala und Lift14

Wo wird Scala eingesetzt?

09.04.2023 Scala und Lift15

Hands on! Spracheinführung in Scala

► Deklaration und Definition von Werten, Variablen, Methoden und Funktionen

val meaningOfLife: Int = 42 // immutablevar maybeImportantNumber: Double = 3.14 // mutable

// Methodedef printNumber(number: Int) { println("Number: " + number)}

// Funktiondef incNumber(number: Int) : Int = { number + 1 // entspricht: number.+(1)}

printNumber(meaningOfLife)printNumber(incNumber(meaningOfLife))

09.04.2023 Scala und Lift16

Typinferenz

► Viele Typangaben sind überflüssig. Der Compiler leitet sie eh selbst her!

val meaningOfLife: Int = 42 // immutablevar maybeImportantNumber: Double = 3.14 // mutable

// Methodedef printNumber(number: Int) { println("Number: " + number)}

// Funktiondef incNumber(number: Int) : Int = { number + 1 // entspricht: number.+(1)}

printNumber(meaningOfLife)printNumber(incNumber(meaningOfLife))

09.04.2023 Scala und Lift17

Typinferenz

► In der Tat: die meisten Typangaben können entfallen.

val meaningOfLife = 42 // immutablevar maybeImportantNumber = 3.14 // mutable

// Methodedef printNumber(number: Int) { println("Number: " + number)}

// Funktiondef incNumber(number: Int) = { number + 1 // entspricht: number.+(1)}

printNumber(meaningOfLife)printNumber(incNumber(meaningOfLife))

09.04.2023 Scala und Lift18

Klassen und Objekte

► Ihr kommt nicht drumrum: ein HelloWorld-Beispiel, aber ein schönes

// einfache Scala Klasse, ist immutable// Konstruktor und “Getter” werden automatisch generiertclass Person(val name: String, val surname: String)

// greeting ist ein privater Wert, kein Zugriff von außenclass HelloWorld(greeting: String) {

def sayHelloTo(p: Person) = println(greeting+p.name)}

// Ausgabe: Hallo Felixval felix = new Person("Felix", "Müller")new HelloWorld("Hallo ").sayHelloTo(felix)

09.04.2023 Scala und Lift19

Klassen und Objekte

► Zur Übersicht: Umwandlung von Klasse HelloWorld zum Objekt

// einfache Scala Klasse, ist immutable// Konstruktor und “Getter” werden automatisch generiertclass Person(val name: String, val surname: String)

// greeting ist ein privater Wert, kein Zugriff von außenclass HelloWorld(greeting: String) {

def sayHelloTo(p: Person) = println(greeting+p.name)}

// Ausgabe: Hallo Felixval felix = new Person("Felix", "Müller")new HelloWorld("Hallo ").sayHelloTo(felix)

09.04.2023 Scala und Lift20

Klassen und Objekte

► Jetzt ist HelloWorld ein Singleton Objekt Scalas Ersatz für Java‘s Statics

// einfache Scala Klasse, ist immutable// Konstruktor und “Getter” werden automatisch generiertclass Person(val name: String, val surname: String)

object HelloWorld {

// greeting ist public (Standard-Scope in Scala) val greeting = "Hallo " def sayHelloTo(p: Person) = println(greeting+p.name)}

// Ausgabe: Hallo Felixval felix = new Person("Felix", "Müller")HelloWorld.sayHelloTo(felix)

09.04.2023 Scala und Lift21

Companion Objekte

► Klassen können einen Gefährten haben: Companion Objekte

// wird zu Person.apply(“Felix”, “Müller”) ergänztval felix = Person("Felix", "Müller")

class Person(val surname: String, val name: String, age: Int) { require(age >= 18, "age must not be less than 18")}

// beinhaltet alle Statics u. apply-Funktionen für Personobject Person {

def apply(name: String, surname: String) = { new Person(name, surname, 18) }}

09.04.2023 Scala und Lift22

Traits

► Traits sind wie Java Interfaces, aber mit Implementierung

// Traits ermöglichen flache u. breite Klassenhierarchien// Beispiel: Zutaten für eine glückliche Persontrait Person { val name: String}

trait HasHobby { def myHobby: String}

trait HasFoundMeaningOfLife {

val meaningOfLife = "5" def calculateMeaningOfLife = 2 + 3}

09.04.2023 Scala und Lift23

Traits

► Traits sind Mixins und gestatten eine sichere Mehrfachvererbung

// Konstruktor-Parameter name implementiert Person.nameclass HappyPerson(val name: String) extends Person with HasHobby with HasFoundMeaningOfLife {

// in Scala gibt es kein @Override, sondern ein // Schlüsselwort für das Überschreiben override val meaningOfLife = "42" override def calculateMeaningOfLife = 42

// hier ist override optional, da in HasHobby keine // Implementierung vorhanden ist def myHobby = "Programming in Scala"}

09.04.2023 Scala und Lift24

Self-Type Annotationen

► ermöglichen weitere Modularisierung und einfache Dependency Injection

// this ist in Analyzer mit Backend typisierttrait Analyzer { this: Backend => // Analyzer hat Zugriff auf alle Member von Backend}

// Ergebnis:// Analyzer kann Backend erweitern um Funktionen// Analyzer definiert Abhängigkeit zu Backend

trait Backend extends Analyzer { // ...}

09.04.2023 Scala und Lift25

Funktionen

► Funktionen sind in Scala First-Class Citizens

def dec(i: Int) = i – 1 // Signatur: Int => Int

// dec als Funktionsliteral(i: Int) => i – 1

// der Compiler macht daraus ein Objektnew Function[Int, Int]() { def apply(i: Int) = i - 1 }

// Zuweisung des Funktionsliterals zu einem Wertval decFunction = (i: Int) => i – 1

// macht beim Aufruf keinen Unterschiedprintln(dec(2)) // Ausgabe: 1println(decFunction(3)) // Ausgabe: 2

09.04.2023 Scala und Lift26

Funktionen höherer Ordnung

► Funktionen, die andere Funktionen als Parameter oder Rückgabewert haben

def dec(i: Int) = i – 1 // Signatur: Int => Int

// wendet eine Funktion auf alle Listenelemente andef doWithListOfNumbers(list: List[Int], function: Int => Int) = { // map ist nur eine Funktion der reichhaltigen // Collection API von Scala list.map(function)}

// dec kann als Wert einfach übergeben werden// List(1, 2, 3) wird zu List.apply(1, 2, 3) Companionprintln(doWithListOfNumbers(List(1, 2, 3), dec))

// Ausgabe: List(0, 1, 2)

09.04.2023 Scala und Lift27

Currying

► Mehr ist immer besser: Scala unterstützt mehrere Parameterlisten

def sub(x: Int)(y: Int) = x – y

println(sub(2)(3)) // Ausgabe: -1

// Das ist keine Magie! Anders definiert werden:def sub(x: Int) = (y: Int) => x – y

// Aber: Wozu?

09.04.2023 Scala und Lift28

Eigene Kontrollstrukturen

► Currying + partiell angewandte Funktionen + Syntactic Sugar

def sub(x: Int)(y: Int) = x – y

def subTowWith = sub(2) _

// Ausgabe: -10println(subTowWith { val five = 5 val seven = 7 five + seven})

09.04.2023 Scala und Lift29

Eigene Kontrollstrukturen deluxe

► Java 7 Auto-Closeable mit Scala nachgebaut

// Java 7: close() wird automatisch aufgerufentry (InputStream is = new FileInputStream("File.txt")) { // Daten vom Stream lesen und verarbeiten // z.B. is.read();}

// Wir wollen sowas auch in Scala haben!// try als Schlüsselwort ist schon besetzt,// also using wie in C# Das Ziel:using(new FileInputStream("File.txt")) { stream => // Daten vom Stream lesen und verarbeiten // z.B. stream.read()}

09.04.2023 Scala und Lift30

Eigene Kontrollstrukturen deluxe

► Java 7 Auto-Closeable mit Scala nachgebaut

// Volle Scala Power:// Statisches Ducktyping mit strukturellen Typen// Currying// Funktionen höherer Ordnung

def using[T <: { def close() }](resource: T) (block: T => Unit) { try { block(resource) } finally { if (resource != null) resource.close() }}

09.04.2023 Scala und Lift31

Case Klassen

► Abstrakte Datentypen durch Case Klassen

// Case Klassen haben automatisch ein Companion Objekt// mit passender apply-Funktion

// equals, hashCode und toString werden ebenfalls// automatisch generiert

abstract sealed class Fruchtcase class Apfel(sauer: Boolean) extends Fruchtcase class Birne(sorte: String) extends Frucht

// mit einer abstrakten, versiegelten Klasse kann der// Scala Compiler sichere Typchecks machen (z.B. beim// Pattern Matching)

09.04.2023 Scala und Lift32

Pattern Matching

► Switch auf Steroiden

// Switch-ähnlich, aber mehr Möglichkeiten:// Mustervergleich nach Werten, Typen, Tupeln,// regulären Ausdrücken// Formulierung von Mustern, z.B: (1, _, x: Double)// Wildcard, der Unterstrich _

def welcheFrucht(frucht: Frucht) = frucht match {

case Apfel(true) => println("Saurer Apfel.") case Apfel(false) => println("Nicht saurer Apfel.") case Birne(sorte) => println("Birnensorte: " + sorte)}

09.04.2023 Scala und Lift33

Implicit Conversions

► selbstdefinierte Typumwandlungen (ermöglichen das Pimp my Library Pattern)

// List wird um headOr Funktion erweitert („gepimpt“)class ListExtensions[A](list : List[A]) {

def headOr(f: => A): A = list match { case h :: _ => h case Nil => f }}

object ListExtensions {

implicit def listExtensions[A](list : List[A]) = new ListExtensions(list)}

09.04.2023 Scala und Lift34

Implicit Conversions

► Anwendung der definierten Implicit Conversion

// Implicit Conversion wird in den Scope importiertimport ListExtensions._

// durch Implicit Conversion kann headOr auf List// aufgerufen werden

// Ausgabe: 1println(List(1,2,3).headOr(0))// println(new ListExtensions(List(1, 2, 3)).headOr(0))

// Ausgabe: 0println(Nil.asInstanceOf[List[Int]].headOr(0))

09.04.2023 Scala und Lift35

Scala im Vergleich zu Java

Scala fügt hinzu… Scala entfernt…

Vollständige Objektorientierung Statics

Operator-Überladung Primitive Typen

Funktionen höherer Ordnung Kontrollstrukturen: switch, break, continue, do-while, ternärer Operator

Mixin Komposition durch Traits Wildcards

Abstrakte Datentypen Raw Typs

Pattern Matching Enums

► u.a. durch Scala Standardbibliothek implementiert: enums, break, continue

09.04.2023 Scala und Lift36

Scala im Vergleich zu Java

► Scala’s Typsystem ist stark und statisch.

► Es sind viel mehr Ausdrücke prüfbar als in Java:> einfaches Refactoring

> ermöglicht guten IDE-Support

► Scala Code wirkt dynamisch> Typangaben entfallen meist

– Ausnahme: Schnittstellen

– Vorteil v.a. bei Typparametern (Generics)

> Implizite Konvertierungen

You've got the best of both worlds, don't you?

All our strengths, none of our weaknesses.

Beispielanwendung

Rewrite einer Java Applikation in Scala

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09.04.2023 Scala und Lift38

Tool Chain

► Maven Plugin für Scala

► alle Scala Libraries lassen sich mit Maven (und Ant) integrieren

► Scala hat eigenes Build- und Deployment Tool: SBT, Simple Build Tool

► SBT ist eine goldene Mischung aus Maven und Ant> deklarativ und imperativ zugleich (ähnlich zu Gradle)

> nutzt Scala für die Konfiguration viele Möglichkeiten für Anpassungen ohne XML-Hölle

► Scala Plugins für Eclipse, IDEA und Netbeans:

Scala Eclipse IDEA Netbeans

2.8

2.9 ?

09.04.2023 Scala und Lift39

Fazit

Pro

► Scala unterstützt FP ohne dabei mit der OOP zu brechen.

► Scala ermöglicht verständlicheren Code als Java.

► Scala ist weniger komplex als Java.

► Scala ist besonders gut geeignet für:

> Datenverarbeitung

> Nebenläufige Programmierung

> Domain Specific Languages

Contra

► Tool Chain

> (schlechte) Integration mit Java Tooling

> im Vergleich zu Java schlechter IDE-Support

> jedoch positiver Trend zu erkennen

► viele Sprachfeatures sind für Library-Designer gedacht seltene Verwendung in Applikationsentwicklung

09.04.2023

LiftVorstellung des funktionalen Scala Full-Stack

Web-Frameworks

09.04.2023 Scala und Lift41

Agenda – Lift

Was, warum und wo?

View-First-Konzept

Snippets

Persistenz

Beispielanwendung

Fazit

09.04.2023 Scala und Lift42

Was ist Lift?

► funktionales Web-Framework für Scala

► seit 2007 in Entwicklung, aktuell: Version 2.4-M1

► Full-Stack: deckt Frontend- und Backend-Belange ab

► unterstützte als eines der ersten Frameworks Comet (Ajax-Push, in HTML5: WebSocket)

David Pollak,Lift Initiator und Maintainer

09.04.2023 Scala und Lift43

Was ist Lift?

Fu

ll-S

tack

W

eb-F

ram

ewo

rk

09.04.2023 Scala und Lift44

Warum Lift?

► Standard für Web-Entwicklung mit Scala

► setzt auf der Java EE Plattform auf

► interessante Konzepte

► vereint viele Ideen anderer Frameworks

► wird in „richtigen“ Projekte eingesetzt läuft produktiv und skaliert gut

09.04.2023 Scala und Lift45

Wo wird Lift eingesetzt?

09.04.2023 Scala und Lift46

View-First-Konzept

► Seitenbeschreibungen in Standard XHTML-Tags

► Ziel:> Designer friendly Templates

> keine Logik im View

► kein MVC, eigenes Entwurfsmuster: View-ViewModel-Model

09.04.2023 Scala und Lift47

Snippets

► Snippets sind das ViewModel

► Snippets sind Funktionen, die XML-Knoten transformieren:> NodeSeq => NodeSeq

> XML-Prozessoren, die das Markup direkt verändern

► Snippets sorgen für dynamische Seiteninhalte und Anbindung des Backends

► Snippets können zustandsbehaftet sein

09.04.2023 Scala und Lift48

Persistenz

► 2 Persistenz-Bibliotheken: Mapper und Record

► Mapper baut auf JDBC auf und ist Quasi-Standard in Lift

► Record ist Abstraktionsschicht für andere ORM-Frameworks

Beispielanwendung

Twitter nachgebaut mit Lift von Heiko Seeberger

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09.04.2023 Scala und Lift50

Fazit

Pro

► Alleinstellungsmerkmale:

> Comet Support

> JavaScript und Ajax Abstraktion

► herausragende Community

► gut geeignet für:

> Echtzeit Web-Apps

> typische Web 2.0 Apps

> Social Networks

Contra

► Vermischung von Schichten

► enge Kopplung zwischen Komponenten

► keine Komponentenbibliothek (nur einige Widgets)

► kein Mehrwert für typische Enterprise-Anwendungen

09.04.2023

AusblickWeitere interessante Themen

09.04.2023 Scala und Lift52

Ausblick – What‘s next?

Scala

► (Advanced) Sprachfeatures:

> implizite Argumente und vieles mehr

> DSLs erstellen

► Akka als Middleware Framework

► Spring Integration Scala DSL

► Play Web-Framework mit Scala Modul

► CloudFoundry Integration

Lift

► Web-Services mit Lift

► BigTop als Lift Extension

► Komponentenbibliothek

► Squeryl Anbindung

09.04.2023 Scala und Lift53

Ausblick – Buchtipps

Scala Lift

09.04.2023 Scala und Lift54

Ausblick – Scala vs. Java

► Und wo ist jetzt der Java Rant?!

► Hier, aber in zivilisierter Form:

https://www.adesso.de/wiki/index.php/Datei:Scala%C3%9Cbersicht.pdf

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Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit.

Fragen?

09.04.2023 Scala und Lift56

Quellen

► http://scala-boss.heroku.com

► http://www.slideshare.net/Odersky/fosdem-2009-1013261

► http://www.mate.it/en/component/content/article/84-perche-scala

► https://www.adesso.de/wiki/index.php/Datei:Scala_Pr%C3%A4sentation_Nightsession.ppt

► http://www.scala-lang.org/node/1658

► http://scala.sygneca.com/patterns/pimp-my-library

Go and start coding Scala!

www.adesso.defelix.mueller@adesso.de