Domain-Specific Languages (DSLs) entwickeln und anwenden

Domain-Specific Languages(DSLs) entwickeln und anwenden

Kurzer Überblick & Buchrezension zuDomain-Specific Languages (Martin Fowler)

Roland Ewald

16. 1. 2013 c© 2013 UNIVERSITÄT ROSTOCK | LEHRSTUHL FÜR MODELLIERUNG & SIMULATION 1

Was ist eine domänenspezifische Sprache?

• Formale Sprache(Ziel: Programmieren eines Computers)

• Möglichst nah an natürlicher Sprache(bzgl. Kombinationen von Konstrukten etc.)

• Eingeschränkte Ausdruckskraft

• Fokus auf eine bestimmte Anwendungsdomäne


Kategorisierung von DSLs

http://www.flickr.com/photos/nofrills, cc-by-nc

• Eingebettet (Internal/Embedded DSL)

• Extern (External DSL)

• Language Workbenches (z.B. MDAs)


Beispiele: Embedded DSLs

Reguläre Ausdrücke:

1 System.out.println("aBb a5z aab".replaceAll("a[a-zA-Z]b", "bar"));

Javadoc:

1 /**

2 * @author John Doe

3 * @since 1.1

4 * @see Bar

5 */

6 public class Foo {

7 //...

8 }


Beispiele: External DSLs

Maven Projektbeschreibungen:

1 <project xmlns="...">

2 <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

3 <groupId>org.jamesii.archetypes</groupId>

4 <artifactId>custom-extension</artifactId>

5 <version>0.9.1-SNAPSHOT</version>

6 <name>My Custom Extension</name>

7 <packaging>jar</packaging>

8 ...

9 </project>

Oder auch: CSS, SQL, UML, komplexere Konfigurationsdateien,Scripting-Interfaces, etc.


Eigenschaften (meist :-)

[>[->+>+<<]>[-<<-

[>]>>>[<[-<->]

<[>]>>[[-]>>+<]>-<]<<]

>>>+<<[-<<+>>]<<<]

>>>>>[-<<<<<+

>>>>>]<<<<<Division mit Brainfuck:http://jwodder.freeshell.org/brainf.html

• Deklarativer Stil

• Keine Implementierungsdetails

• Kurze, einfache, intuitive Notation


http://jwodder.freeshell.org/brainf.html

Vorteile

• Produktivitätssteigerung

• Kommunikation mit Domänenexperten

• Separation of Concerns

• Eingebettete DSLs sind meist einfacher zu entwicklen, externe DSLsbieten mehr Gestaltungsspielraum


Effektivität?

Studie zur Komplexität von APIs:

• Drei OOP Frameworks (JAXB, OpenSAML, simpleSAMLphp) und eineeingebettete DSL (xoSAML)

• Vergleich mittels Object-Points Analyse

„The main observation for our experiment is that the embedded, textual DSLincurs the smallest API complexity.“

S. Sobernig, P. Gaubatz, M. Strembeck, and U. Zdun, Comparing complexity of API designs: an exploratory experiment on DSL-based

framework integration, in GPCE ’11. ACM, 2011, pp. 157-166. http://dx.doi.org/10.1145/2047862.2047890


http://dx.doi.org/10.1145/2047862.2047890

Aber: Sprachwirrwar vermeiden

Pieter Bruegel, Turmbau zu Babel, 1563 — rpi-virtuell, http://www.flickr.com/photos/84132860@N03, cc-by-nc


Aber: Der Kontext muss klar sein

http://www.xkcd.com/1090, cc-by-nc


M. Fowler: Domain-Specific Languages

Inhalt:

1. Einführung

2. Grundlegende Entwurfsmuster

3. Patterns für externe DSLs

4. Patterns für eingebettete DSLs

5. Berechnungsmodelle

6. Codegenerierung

Die Kapitel in den Teilen 2-6 sind immer gleich aufgebaut: How it works,When to use it, Beispiel(e)


Semantic Model

• Zentrales Domänenmodell

• Kann durch verschiedene DSLs erzeugt / befüllt werden

• Bildet alle benötigten Elemente und deren Beziehungen ab

• Erhöht z.B. Flexibilität und Wartbarkeit


Beispiel: Method Chaining

1 List<?> problems =

2 session.createCriteria(ProblemDefinition.class).add(eq("scheme",

myScheme)).list();

• Konstruktion von Ausdrücken

• Definition von Abläufen (do(x).then(y).or(z))

• Methodennamen müssen geschickt gewählt werden


Beispiel: Nested Function

1 new Experiment with Observation {

2 //...

3 withRunResult {

4 result => println("Last x-value:" + result("x"))

5 }

6 }

• Nicht alle Pattern funktionieren für alle Sprachen

• Event Handling (ActionListener...)

• Definition von Strukturen

• etc.


Wer sollte dieses Buch lesen?

• Gut für DSL-Einsteiger / einen ersten Überblick

• Viele interessante Techniken (ohne Anspruch auf Vollständigkeit)

• Viele Code-Beispiele (Java, C#, etc.)

• Jedoch kaum ’Theorie’


Links

• Buch-Homepage: http://martinfowler.com/dsl.html

• Liste der Patterns: http://martinfowler.com/dslCatalog

• Amazon: http://www.amazon.com/dp/0321712943


http://martinfowler.com/dsl.html

http://martinfowler.com/dslCatalog

http://www.amazon.com/dp/0321712943

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