elixir：灵丹妙药？or 徒有其名？

13年的时候正在追Erlang，有天看见Joe老爷子的一篇博客介绍Elixir [1]，才第一次听到这个语言。

This has been my first week with Elixir, and I’m pretty excited. Elixir has a non-scary syntax and combines the good features of Ruby and Erlang. It’s not Erlang and it’s not Ruby and it has ideas of its own. It’s a new language, but books are being written as the language is being developed. The first Erlang book came 7 years after Erlang was invented, and the first popular book 14 years later. 21 years is too long to wait for a decent book. Dave loves Elixir, I think it’s pretty cool, I think we’re going to have fun together.

这评价从Joe老爷子嘴里吐出实属不易 —— 颇有点拍拍 Jose Valim 的肩膀，说「小伙子，努力干，偶看好你噢」的赶脚。噢，我忘了介绍，Joe老爷子是Erlang的创始人，Jose是Elixir的创始人（之前是Rails的core member），两人看上去相差三十岁。去年的文章我曾经讲过程序员不得不看的几本编程书，老爷子的 "Programming Erlang: Software for a Concurrent World"，就是其中不得不看的一本（现在有2nd edition了）。好的编程书重在讲语法背后的思想，设计背后的初衷，如果单纯是要了解语法那些肤浅的东西，看看 "Learn X in Y minutes" 就好。所以大家看编程书的话，最好看语言作者的书，实在没有，也要看社区里的大牛的 —— 因为他们聊的不是语法（当然也不是寂寞 ^_^）！

扯远了，那时候把玩了一下Elixir，就像『七周七语言』那样，玩两周就算了，没有深入。唯一的感觉是：哇，BEAM [2] 上总算有一个让人好好写代码的语言了 [3]。

两年多的时光弹指过去，Elixir在最近终于发布了1.0.x版本，而Jose本人又频频上镜，到处布道Elixir，我才重新关注起这门语言。一门社区驱动的语言（或者框架），在没有到1.0之前，都意味着语法和库函数的极不稳定。1.0以后，起码意味着你可以拿它写点什么，而不至于写下的代码半年后就完全没法工作 [4]。所以我就重新拾起Elixir的文档，边啃边写。

差不多一个月下来，写了二三十个小项目，从ip packet的parsing，到http reverse proxy，都是几百行以内，一两个小时顶多到一整天能搞定的东东。借着这股兴奋劲，我来讲讲自己对Elixir的浅显认知。

惊艳的语法

Elixir的语法在向Ruby致敬，同时透着Erlang和Prolog的灵气。任何语言语法的设计都和其创始人的偏好和目标分不开，Ken Thompson/Rob Pike的golang看上去很C，Jose Valim的Elixir自然就很Ruby。当然，植根于Erlang的Elixir，又有有很多自己的特点。

最让人爱不释手的是pipe |>，它让你把一层层的逆着你的思维的函数调用变成了更直观的表现，比如说我们常常这么写代码：

IO.puts(tabularize(to_map(Store.get_host(host))))

或者

list_data = Store.get_host(host)
map = to_map(list)
formatted_output = tabularize(map)
IO.puts(formatted_output)

这样的代码在Elixir中可以被写成：

host
|> Store.get_host
|> to_map
|> tabularize
|> IO.puts

非常清晰 - 最重要的是，它更符合你的思维模式，让代码更容易在指尖流淌。我们写代码的时候，基本就是一个不断「分治」的过程：把大问题分解成小问题，小问题分解成更小的问题，最终解决问题。而Elixir让你的代码和你的思路高度一致。

这个语法特点来源于Prolog，遗憾的是，继承自Prolog的Erlang没有将其捡来，却把它遗给了继承于Erlang的Elixir。

看到这里，有同学也许会问？这不是object chaining么？老娘/老子在Ruby里，或者在jquery中，经常这么写代码。。。

虽然pipe和chaining表述代码的方式有些类似，但背后的思想不太一样。chaining是在对象上不断执行其方法，类似于语法糖，而pipe是把上一次的执行结果传递给下一个函数的第一个参数，和unix的pipe类似。chaining的限制很大，为此你要牺牲方法的特性 [5]，而pipe非常灵活，你可以一边组织思路一边组合函数，有点搭积木的节奏。

其它的语法细节，如函数式编程，sigils，first class doc等等，就不提了，感兴趣的可以自行了解。

Pattern matching

我们知道，Erlang在concurrency以外的另一大特点是pattern matching，它能让你把绕来绕去的if/else变得简单明了。如果你不幸在工作中遇见if/else hell，再看过支持pattern matching的语言，你一定会泪流满面。

那么问题来了，当pipe遇见pattern matching是什么光景？看下面的代码：

浅显易懂，还很难有逻辑错误。这个代码里同一个 run 被定义了很多次，根据参数的不同，会调用不同的函数。我们再看一个例子：

除了pipe，里面用到了pattern matching + recursion，这里还是分治的思想。它是Elixir下写代码的一个很自然的模式：任务不断拆解，每个函数专注只干一件事。当然，几乎所有的语言都希望开发者这么做，但不少都没有提供正确的工具让开发者自然而然这么做。

使用pattern matching取代大部分条件分支是件相当伟大的事情：代码的简洁自不必说，其效率还有可能进一步优化。ifelse是一种顺序执行的逻辑，因为其语法结构的灵活（if的条件里是个函数这事大家都干吧），顶多是对一些特殊的情况使用跳转表优化，大多数情况是O(N)，而且很难并行处理。而pattern matching由于其语法上的限制，很多情况可以被优化成decising tree，时间复杂度是O(logN)，而且未来还有并行处理的优化空间。

当pattern matching遇见macro

当然以上的好处也是erlang的好处，但Elixir在此基础上做了一件也许是跨时代的事情：支持macro。Ruby也支持macro，任何从lisp演进或者接受lisp思想的语言也支持macro，为什么Elixir支持macro如此特殊？目前已有的支持macro的语言，macro更多地被用作突破语法的极限 —— 要么用于定义DSL让代码简洁，如rails；要么用于生成繁杂的接口代码而不必手工撰写。但Elixir在BEAM上支持macro，不管是有心还是无心，跟pattern matching一配合，带来了无穷的想象空间。

Elixir的unicode的大小写转换不必再提，我在「颠覆者的游戏」一文已经介绍过。类似的问题都可以这么处理。比如说我昨天做了一个中文简繁转换的模块：把wikipedia的最新词库导入，使用macro在编译时生成近10,000个按词进行正向最大匹配的递归函数，代码却仅需200行（见 github.com/tyrchen/chinease_translation，如果觉得好，请在github点赞）。以此类推，中文短句的slugify也就是同等规模的问题。

还有数据清洗和数据过滤。比如说众所周知的敏感词过滤。敏感词词库一更新，只需要重新编译出新的代码，加载即可（BEAM支持hot code reload）。

再讲一些做系统的新思路：

• ✓ 用户名保留。使用一个文本字典，记录要保留的用户名。用macro生成pattern matching的代码。
• ✓ 弱密码防护。把黑客用于攻击的常见字典编译出一个密码黑名单的pattern matching的代码。
• ✓ 文本分析。对于格式各异的日志文件，定义抓取范式，然后通过这些范式生成pattern matching的代码。

等等。它们共同的特点是把原来依赖于数据库才能完成的事情，交给了编译时完成。花了很小的代码，我们就享受运行时的高效，还有组件化，没有外部依赖等等好处。我还没有具体测试过对于某种pattern，生成的函数超过10k级别的时的BEAM的处理效率，但在10k及以下的pattern，效率非常非常高。

天生的concurrency支持

这个就不多说了，Erlang的基于actor的并发模型，let it crash的处理思想，supervision tree，error kernel，都是在二十多年来与并发作斗争过程中不断总结出来的best practice，无论在思想上，还是实操上，在可预见的未来，没有语言能够超越它。Elixir站在巨人的肩膀上，坐享其成。

服务周到的工具链

进入21世纪以来，新兴的语言都在工具链上卯足了劲，工具链（几乎）成为语言的一部分（一起ship），而非附属品。从产品设计的角度上，这是非常英明的 —— 语言间的竞争如此激烈，光盘儿正条儿顺是不够的，得舍下身段做丫鬟 —— 谁把程序员哄的开心，谁胜出的几率要更大些。

你仔细想想golang的 go xxx（test/fmt/get)，nodejs的npm，就大体知道我想讲什么了。作为一个C程序员，为了使用一个lib所犯下的折腾，让我感觉自己活在史前文明；而作为一个python（java/ruby）程序员，过度繁荣（各有优劣）的工具链市场又让我在适配上花太多时间 —— 三宫六院七十二妃，就是不如一个琴操姑娘好啊。

Elixir自身携带了mix —— 从项目的创建和scaffolding（mix new），编译（mix compile），到测试（mix test），到文档（mix doc），到依赖管理（mix deps.xxx），全部包圆，还有其它语言自带的工具如此全面么？据说以后还要把release和deployment管理起来，嗯，很好很强大。

总结

做硬件的兄弟总是嘲笑我们这些写软件的笨蛋们 —— 当他们做的硬件能够不断以搭积木的方式自我累积，数十亿个晶体管组成的复杂系统可以bug free时，我们写的软件却糟糕得一塌糊涂。原因有多方面的，如果从语言本身出发找原因，那就是语言本身并未让你以搭积木的方式组织系统。

那么，什么样的语言更容易贴近搭积木的组织方式呢？

• ✓ 提倡使用递归（递归就是以自身为积木）
• ✓ 以pattern matching的方式组织代码（每个代码快尽可能小，只处理一件简单的事情）
• ✓ 语言层面提供解耦的工具（如erlang的process，golang的chan，scala的actor）
• ✓ 系统的一部分损坏，并不影响未损坏的部分

嗯，Elixir是灵丹妙药，还是徒有其名？让时间来说明一切。就这么多（真没想到这篇文章断断续续写了快一周了）。

1. 见：http://joearms.github.io/2013/05/31/a-week-with-elixir.html

2. Erlang的VM

3. 初学者在Erlang的世界里很容易找不到北，这个，走过这段路的人都有感受

4. 这一点，我在meteor下吃了大亏，我的teamspark写于0.5.x，然后每一次版本升级，就各种crash…

5. 比如说本来可以返回一个结果，却不得不返回自己，而把结果存储在对象中