CERL SDL 语法及类型系统

我们目前有3篇很朦胧的文章介绍到了CERL：

• 计划在C++建立仿Erlang式的分布式并行机制（发表在CERL做出来之前）
• Erlang vs. CERL - CERL简介（非常粗浅的CERL预览，以至于很多人认为CERL是一个RPC）
• 注释及文档的故事（同事眼中的CERL，侧面记录了CERL的诞生过程）

本文打算深入一点，谈谈CERL的一个核心内容：SDL语法及其类型系统。

我们知道，CERL中是以SDL（Server Description Language）这样一门语言来描述服务器接口的。其实，从最真实的历史角度来说，SDL是先于CERL这个框架出来的，有了完整的SDL语法设计（我个人认为非常优雅的结合了Erlang与静态语言的长处），才促使我确定要实现CERL。可以明确地说，SDL语言是我认为CERL库中最重要的成就。

SDL语言中全局可以定义3种元素：code，type，server。样例：

module hasht;    

code access_denied = 0x10;
code invalid_arg = 0x11;

type KeyT = UInt32;
type ValueT = UInt32;

server HashServer   
{    
   HashServer(UInt32 bucket_count);    
    
   [id=1] put(KeyT key, ValueT value) -> ok | access_denied | invalid_arg;
   [id=2] get(KeyT key) -> {ok, ValueT value} | false;
   [id=3, async] stop();    
}  

其中code就是一般语言中的常量，或者对应为枚举值。SDL内置有一些code，如：ok，true，false，error 等。

type则为类型别名。上面这个样例过于简单，其实远没有体现出SDL的类型系统的复杂性出来。完整来讲，SDL的类型系统是这样的：

• 内置类型：Char, UInt32/Int32, UInt16/Int16, String, etc.
• 定长数组：Char[16], String[32], etc.
• 不定长数组：Char[], String[], etc.
• 结构体：{Char a, UInt32 b, Char[] c, String[32] d}
• 枚举类型：code1 | code2 | code3
• 条件类型：{ok, Char a, UInt32 b, Char[] c, String[32] d} | code1 | {code2, Char e, String[32] f}

所有类型都可以定义别名，如：

• type A = Char;
• type MD5 = Char[16];
• type Reason = code1 | code2 | code3;
• type AStruc = {Char a, UInt32 b, Char[] c, String[32] d};
• type Foo = {ok, Char a, UInt32 b, Char[] c, String[32] d} | code1 | {code2, AStruc value};

这里有几个值得注意的关键点：

• 从概念上来讲，type语句并不是产生新的类型，只是为了给某个类型定义别名。理论上说，类型 {Char a, {Int32 b, String c} v} 是一个合法的类型，它有两个成员a和v，其中v是一个结构体。但是这样的语法很难阅读，所以我们在编译器中做了限制，禁止了这种写法。而是要求写成 type SubStruct = {Int32 b, String c}; 然后再定义 {Char a, SubStruct v}。
• 枚举类型其实是条件类型的一个特殊情况。

对应到其他语言，可能除了条件类型外，其他都比较容易找到相应的概念。对于这样的一个条件类型：

• {ok, Char a, UInt32 b, Char[] c, String[32] d} | code1 | {code2, Char e, String[32] f}

在C/C++中可能翻译成类似以下这种结构（只是表意，并非SDLC真实的翻译结果）：

struct 
{
	int code;
	union
	{
		struct {
			Char a;
			UInt32 b;
			DynamicArray<Char> c;
			String d[32];
		} ok;
		struct {
			Char e;
			String f[32];
		} code2;
	}
};

介绍完 SDL 的类型系统，再介绍 server 就简单了。和一般语言的 class 一样，server 有构造函数，有成员。成员可以是 code， type， function。其中，code，type 比较简单，只是说这些常量和类型在本 server 名字空间内而已。function 则类似一般语言的成员函数（member function），只是有几个特别的地方：

• 这些 function 有 id。
• function 默认为同步方法，但可以显式申明为异步的（async），异步方法没有返回值。
• 同步方法的语法为 funcName(Type1 arg1, ...) -> RetType;
• 异步方法的语法为 funcName(Type1 arg1, ...);
• 和一般语言的 function 很不一样的是，SDL server 的 function 参数全部为输入参数，没有 out 参数的概念。所有的输出都通过 RetType 返回。

注意，同步方法的 RetType 我们要求必须是条件类型。其实道理很简单：因为 server 之间的通讯是不可靠的，可能会因为机器、网络或软件故障等原因导致信息不能抵达。要求 RetType 为条件类型的好处是，系统可以返回一些 SDL 中没有描述的 code。如：

• [id=2] get(KeyT key) -> {ok, ValueT value} | false;

这样的一个定义，相当于是这样的：

• [id=2] get(KeyT key) -> {ok, ValueT value} | false | timeout | ioerror | ...;

后面有多少种可能的错误码并不确定，和 CERL 的实现有关。

至此，CERL 的 SDL 文法介绍完毕，下面是提问时间。