开发者需要了解的领域特定语言（DSL）

领域特定语言是在特定领域下用于特定上下文的语言。作为开发者，很有必要了解领域特定语言的含义，以及为什么要使用特定领域语言。

领域特定语言 domain-specific language （DSL）是一种旨在特定领域下的上下文的语言。这里的领域是指某种商业上的（例如银行业、保险业等）上下文，也可以指某种应用程序的（例如 Web 应用、数据库等）上下文。与之相比的另一个概念是通用语言 general-purpose language （GPL，LCTT 译注：注意不要和 GPL 许可证混淆），通用语言则可以广泛应用于各种商业或应用问题当中。

DSL 并不具备很强的普适性，它是仅为某个适用的领域而设计的，但它也足以用于表示这个领域中的问题以及构建对应的解决方案。HTML 是 DSL 的一个典型，它是在 Web 应用上使用的语言，尽管 HTML 无法进行数字运算，但也不影响它在这方面的广泛应用。

而 GPL 则没有特定针对的领域，这种语言的设计者不可能知道这种语言会在什么领域被使用，更不清楚用户打算解决的问题是什么，因此 GPL 会被设计成可用于解决任何一种问题、适合任何一种业务、满足任何一种需求。例如 Java 就属于 GPL，它可以在 PC 或移动设备上运行，嵌入到银行、金融、保险、制造业等各种行业的应用中去。

DSL 的类别

从使用方式的角度，语言可以划分出以下两类：

DSL：使用 DSL 形式编写或表示的语言
宿主语言 host language ：用于执行或处理 DSL 的语言

由不同的语言编写并由另一种宿主语言处理的 DSL 被称为外部 external DSL。

以下就是可以在宿主语言中处理的 SQL 形式的 DSL：

SELECT account
FROM accounts
WHERE account = '123' AND branch = 'abc' AND amount >= 1000

因此，只要在规定了词汇和语法的情况下，DSL 也可以直接使用英语来编写，并使用诸如 ANTLR 这样的解析器生成器 parser generator 以另一种宿主语言来处理 DSL：

if smokes then increase premium by 10%

如果 DSL 和宿主语言是同一种语言，这种 DSL 称为内部 internal DSL，其中 DSL 由以同一种语义的宿主语言编写和处理，因此又称为嵌入式 embedded DSL。以下是两个例子：

Bash 形式的 DSL 可以由 Bash 解释器执行：

if today_is_christmas; then apply_christmas_discount; fi

同时这也是一段看起来符合英语语法的 Bash。

使用类似 Java 语法编写的 DSL：

orderValue = orderValue
            .applyFestivalDiscount()
            .applyCustomerLoyalityDiscount()
            .applyCustomerAgeDiscount();

这一段的可读性也相当强。

实际上，DSL 和 GPL 之间并没有非常明确的界限。

DSL 家族

以下这些语言都可以作为 DSL 使用：

Web 应用：HTML
Shell：用于类 Unix 系统的 sh、Bash、CSH 等；用于 Windows 系统的 MS-DOS、Windows Terminal、PowerShell 等
标记语言：XML
建模：UML
数据处理：SQL 及其变体
业务规则管理：Drools
硬件：Verilog、VHD
构建工具：Maven、Gradle
数值计算和模拟：MATLAB（商业）、GNU Octave、Scilab
解析器和生成器：Lex、YACC、GNU Bison、ANTLR

为什么要使用 DSL？

DSL 的目的是在某个领域中记录一些需求和行为，在某些方面（例如金融商品交易）中，DSL 的适用场景可能更加狭窄。业务团队和技术团队能通过 DSL 有效地协同工作，因此 DSL 除了在业务用途上有所发挥，还可以让设计人员和开发人员用于设计和开发应用程序。

DSL 还可以用于生成一些用于解决特定问题的代码，但生成代码并不是 DSL 的重点并不在此，而是对专业领域知识的结合。当然，代码生成在领域工程中是一个巨大的优势。

DSL 的优点和缺点

DSL 的优点是，它对于领域的特征捕捉得非常好，同时它不像 GPL 那样包罗万有，学习和使用起来相对比较简单。因此，它在专业人员之间、专业人员和开发人员之间都提供了一个沟通的桥梁。

而 DSL 最显著的缺点就在于它只能用于一个特定的领域和目标。尽管学习起来不算太难，但学习成本仍然存在。如果使用到 DSL 相关的工具，即使对工作效率有所提升，但开发或配置这些工具也会增加一定的工作负担。另外，如果要设计一款 DSL，设计者必须具备专业领域知识和语言开发知识，而同时具备这两种知识的人却少之又少。

DSL 相关软件

开源的 DSL 软件包括：

Xtext：Xtext 可以与 Eclipse 集成，并支持 DSL 开发。它能够实现代码生成，因此一些开源和商业产品都用它来提供特定的功能。用于农业活动建模分析的多用途农业数据系统 Multipurpose Agricultural Data System （MADS）就是基于 Xtext 实现的一个项目，可惜的是这个项目现在已经不太活跃了。
JetBrains MPS：JetBrains MPS 是一个可供开发 DSL 的集成开发环境 Integrated Development Environment ，它将文档在底层存储为一个抽象树结构（Microsoft Word 也使用了这一概念），因此它也自称为一个投影编辑器 projectional editor 。JetBrains MPS 支持 Java、C、JavaScript 和 XML 的代码生成。

DSL 的最佳实践

如果你想使用 DSL，记住以下几点：

DSL 不同于 GPL，DSL 只能用于解决特定领域中有限范围内的问题。
不必动辄建立自己的 DSL，可以首先尝试寻找已有的 DSL。例如 DSLFIN 这个网站就提供了很多金融方面的 DSL。在实在找不到合适的 DSL 的情况下，才需要建立自己的 DSL。
DSL 最好像平常的语言一样具有可读性。
尽管代码生成不是一项必需的工作，但它确实会大大提高工作效率。
虽然 DSL 被称为语言，但 DSL 不需要像 GPL 一样可以被执行，可执行性并不是 DSL 需要达到的目的。
DSL 可以使用文本编辑器编写，但专门的 DSL 编辑器可以更轻松地完成 DSL 的语法和语义检查。

如果你正在使用或将要使用 DSL，欢迎在评论区留言。

via: https://opensource.com/article/20/2/domain-specific-languages

作者：Girish Managoli 选题：lujun9972 译者：HankChow 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国荣誉推出

最后修改于：

2024年2月17日