[GER] Lessons learned: Modern JVM Languages besides Java

Moderne Programmiersprachen für die Java-Plattform

Was ist die Java-Plattform?

6. Dezember
www.mwea.de Moderne Programmiersprachen für die Java-Plattform
2011


Extremely
Enterprise-ready Stable Highly Customizable
(e.g. GC- / Heap-Settings)

Extremely
Fast
Major
Platforms

Terrific So many awesome Projects
Community (Apache, Spring, Eclipse, ...)

6. Dezember
2011

Trends?

Plattformen entwickeln
sich stetig weiter!

6. Dezember
2011

Entwicklung der .NET-Plattform (Microsoft)

2004: .NET 2.0
2006: .NET 3.0
2007: .NET 3.5
2010: .NET 4.0

6. Dezember
2011

Entwicklung der Java-Plattform

2004: Java 5
2006: Java 6
5 Jahre nichts
2011: Java 7
2013: Java 8 ???
6. Dezember
2011

Die Sprache „Java“ hat einige Probleme

„It’s not all
rainbows and unicorns
in the land of Java“

http://batsov.com/Java/Groovy/2011/05/06/jvm-langs-groovy.html

6. Dezember
2011

Abwärtskompatibilität stört Weiterentwicklung

Sprachen können sich
aber nicht stetig sinnvoll
weiterentwickeln!

6. Dezember
2011

Sprachen-Vielfalt in .NET ganz normal

C C++

C# F#
.NET
Silverlight Scala

6. Dezember
2011

Sprachen-Vielfalt in Java ein Unding

Java Java

Java Java
Java
Java

6. Dezember
2011


Java Runtime Environment (JVM + Java Standard Libraries)
=> JVM Bytecode -> VM-specific internal representation -> Native machine code

6. Dezember
2011


Ahead-of-time compiled Ahead-of-time compiled
Java Bytecode (.class) Scala Bytecode (.class)

Java Runtime Environment (JVM + Java Standard Libraries)
=> JVM Bytecode -> VM-specific internal representation -> Native machine code

Interpreted or Just-in-time
compiled Groovy Bytecode
Ahead-of-time compiled (In-memory)
Groovy Bytecode (.class)

Groovy Script Code

6. Dezember
2011

Sprachen für die Java-Plattform

240+ Weitere:
http://tinyurl.com/3ql5m98

6. Dezember
2011

Sprachen für die Java-Plattform bei uns vor einiger Zeit*

* Manchmal „aus Versehen“ auch andere im Einsatz

6. Dezember
2011

"Escape from the Java prison!"

6. Dezember
2011

Was ist die "Key Message"?

6. Dezember
2011

Key Message

Zu Java gibt es gute Ergänzungen für die JVM!

6. Dezember
2011

Key Message

Die zusätzlichen Sprachen schaffen „Business Value“!

6. Dezember
2011

Key Message

Die zusätzlichen Sprachen schaffen „Business Value“!
Entwickler und Entscheider sollten sich dafür interessieren!

6. Dezember
2011

Agenda

1.  Reduzierung des Aufwands
2.  Erhöhung der Flexibilität
3.  Reduzierung der Komplexität
4.  Reduzierung der Heterogenität
5.  Schaffung von Innovation
6.  Auswahl von Sprachen
7.  Probleme
8.  Getting Started
6. Dezember
2011

Agenda

Business
Value
7.  Probleme
6. Dezember
2011

Agenda

7.  Probleme
Lessons
learned
6. Dezember
2011

Lines of Code (Java)

employees.sort (
new Comparator{
public int compare(Object emp1, Object emp2){
int emp1Age = ( (Employee) emp1).getAge();
if( emp1Age > emp2Age )
return 1;
else if( emp1Age < emp2Age )
return -1;
else
return 0;
}

Java

6. Dezember
2011

Lines of Code (Scala)

employees.sort (
employees.sort (_.age > _.age)
new Comparator{
public int compare(Object emp1, Object emp2){
if( emp1Age > emp2Age )
return 1;
else if( emp1Age < emp2Age )
return -1;
else
return 0;
}

Java Scala

6. Dezember
2011

Lines of Code (Scala)

employees.sort (_.age > _.age)

Scala API:

Java Scala

6. Dezember
2011

Lines of Code

(Making Java Groovy, Kenneth A. Kousen)

<books>
<book isbn="…">
<title>Groovy in Action</title>
<author>Dierk Koenig</author>
<author>Paul King</author>
…
</book>
<book isbn="…">
<title>Grails in Action</title>
<author>Glen Smith</author>
<author>Peter Ledbrook</author>
</book>
...
</books>

6. Dezember
2011

Lines of Code


<books>
<book isbn="…">
<author>Dierk Koenig</author>
…
</book>
<book isbn="…">
</book>
...
</books>

Aufgabe: Gib den Titel des zweiten Buchs aus!

6. Dezember
2011

Lines of Code (Java)

DocumentBuilderFactory factory =
DocumentBuilderFactory.newInstance();
<books> Document doc = null;
<book isbn="…">
<title>Groovy in Action</title> try {DocumentBuilder b = factory.newDocumentBuilder();
<author>Dierk Koenig</author> doc = b.parse("src/jag/xml/books.xml");
} catch (Exception e) { // Parser, SAX, IO
…
</book> e.printStackTrace();}
<book isbn="…"> if (doc == null) return;
NodeList titles = doc.getElementsByTagName("title");
<author>Peter Ledbrook</author> Element titleNode = (Element) titles.item(1);
</book> String title = titleNode.getFirstChild().getNodeValue();
...
</books>
System.out.println("The second title is " + title);


6. Dezember
2011

Lines of Code (Groovy)


<books>
<book isbn="…">
<author>Dierk Koenig</author> root = new XmlSlurper().parse('books.xml')
println root.book[1].title
…
</book>
<book isbn="…">
</book>
...
</books>


6. Dezember
2011

Viel mehr APIs und Sprachfeatures

Pattern Immutable
Matching Objects

Implicit
SQL / XML Conversions
Integration Traits

Weitere ...
Collection
Closures
.map / .fold

6. Dezember
2011

Erhöhung der Flexibilität

Modularisierung

6. Dezember
2011

Modularisierung

http://www.artima.com/scalazine/articles/package_objects.html

6. Dezember
2011


Scripting

6. Dezember
2011

Scripting

Skript von der
Kommandozeile ausführen

6. Dezember
2011

Scripting

Verhalten einer Anwendung
dynamisch zur Laufzeit verändern

6. Dezember
2011

Scripting


JSR 233 Scripting for the Java Platform
groovy.util.Eval
groovy.lang.GroovyShell

6. Dezember
2011

Scripting


Achtung:
Viele Anwendungen benötigen es nicht!

6. Dezember
2011


Build-Management

6. Dezember
2011

Build-Management

Was macht ein Build-Tool?

6. Dezember
2011

Build-Tools im Einsatz

Ant
vs.

Maven
6. Dezember
2011


Ant
Gradle vs.

Maven
6. Dezember
2011


Weitere Vorteile
(z.B. Scripting)
Ant
Gradle vs.

Maven
6. Dezember
2011


Meta-Programming

6. Dezember
2011

Meta-Programming (Runtime )

// Java Code
public class ABC() {

public static ABC factory() {
return new ABC();
}

public static void main(String[] args) {
assert(new ABC() == factory());
}
}

6. Dezember
2011


// Ein bißchen (Groovy-) Zauberei:
Class.metaClass.factory = { Object[] args ->
delegate.metaClass.invokeConstructor(*args)
}

6. Dezember
2011


// Ein bißchen (Groovy-) Zauberei:
Class.metaClass.factory = { Object[] args ->
delegate.metaClass.invokeConstructor(*args)
}

// Java-Klassen haben nun eine „factory()“-Methode:
assert new HashMap() == HashMap. factory ()
assert new Integer(42) == Integer. factory (42)
assert new Dimension(2, 3) == Dimension. factory (2, 3)

6. Dezember
2011


(Praxisbeispiel: Finder in Grails)

6. Dezember
2011

Meta-Programming-Ersatz in Scala: Implicit Conversions

6. Dezember
2011

Meta-Programming-Ersatz in Scala: Implicit Conversions

Achtung: Mit Bedacht einsetzen!
6. Dezember
2011

Meta-Programming (Compiletime)

@Immutable // Die Implementierung ist nicht trivial!
class Customer {
String first, last
}

def c = new Customer(first:‘Kai‘, last:‘Wähner‘)

c.first = ‚Otto‘ // throws ReadOnlyPropertyException

Abstract Syntax Tree (AST) Transformations
6. Dezember
2011

Reduzierung der Komplexität

6. Dezember
2011

Wo gibt es hohe Komplexität?

Concurrency /
Multicore Processing

6. Dezember
2011

Concurrency

Aktuelle Situation?

6. Dezember
2011

Aktuelle Situation

„The
Gigahertz
Race
is over!“

6. Dezember
2011

Die Antwort der Industrie

Multicore
CPUs
6. Dezember
2011

Die Antwort der Industrie

„ ... das Ergebnis unserer Studie zeigt,
dass sich die Unternehmen stärker mit
der Multicore-Thematik befassen sollten.“
Fraunhofer Institut, 2010

6. Dezember
2011

Concurrency

Das Problem?

6. Dezember
2011

Das Problem

Process
A

Shared
Memory
Process
B

6. Dezember
2011

Das Problem

Thread-API
  Deadlocks
  Race Conditions
  Exceptions

6. Dezember
2011

Das Problem

Thread-API
  Deadlocks
  Race Conditions
  Exceptions

„Threads themselves are not the main problem, the
shared memory model is the real problem!“

6. Dezember
2011


Lösung?

6. Dezember
2011

Meistens versuchte Lösung

6. Dezember
2011

Gute Bücher, aber Thread-API bleibt sehr komplex!

6. Dezember
2011


Bessere Lösung?

6. Dezember
2011

Bessere Lösung

„Share Nothing!“

6. Dezember
2011

Viel bessere Lösung

„Communicate
by passing
immutable
Messages“
6. Dezember
2011

Viel bessere Lösung

Konzepte von
funktionale Sprachen

„Communicate
by passing
immutable
Messages“
6. Dezember
2011

Umsetzung

Actors

6. Dezember
2011

Actors ...

... gibt es schon
viele Jahre.

6. Dezember
2011

Actors

http://www.infoq.com/presentations/Actor-based-Programming (Jamie Ridgway)

6. Dezember
2011

Actors ...

... sind impliziter Bestandteil
von modernen Sprachen
wie Groovy und Scala!
6. Dezember
2011

Actors in Scala

val chatRoom = actor {
while (true) {
receive {
case Subscribe(user) => // do something
case Unsubscribe(user) => // do something
case UserPost(user, post) => // do something
}}}

// send a asynchronous message to the Actor:
chatRoom ! Subscribe(User("Bob"))

Keine Thread-API, Locks, Synchronisierung
(und dadurch auch geringere Gefahr für Deadlocks oder Race Conditions)

6. Dezember
2011

Actors in Scala

val chatRoom = actor {
while (true) {
receive {
case Subscribe(user) => // do something
case Unsubscribe(user) => // do something
case UserPost(user, post) => // do something
}}}

// send a asynchronous message to the Actor:
chatRoom ! Subscribe(User("Bob"))

Aber Achtung: Anderes Programmiermodell
(und damit neue Konzepte, Denkweisen, APIs)

6. Dezember
2011

Actors in Scala mit Akka

6. Dezember
2011

Actors in Groovy mit GPars (Groovy Parallel Systems)

„Give Actors an OO facade“
@ActiveObject
class Decryptor {

@ActiveMethod // asynchronous => return a Future object
def decrypt(String encryptedText) {
return encryptedText.reverse() }

@ActiveMethod
def decrypt(Integer encryptedNumber) {
return -1*encryptedNumber + 142 } }

final Decryptor decryptor = new Decryptor()

def part1 = decryptor.decrypt(' noitcA ni yvoorG')
def part2 = decryptor.decrypt(140)

print part1.get() // == Groovy in Action
print part2.get() // == 2

6. Dezember
2011

Concurrency mit Clojure (rein funktional)

„Clojure does not replace the Java thread system,
rather it works with it. [But there are] no locks! “

http://clojure.org/concurrent_programming

6. Dezember
2011


Domain
Specific
Languages
(DSL)

6. Dezember
2011

Domain Specific Languages (DSL)

A [internal] DSL is a programming language that mimics the terms,
idioms, and expressions used among experts in the targeted domain.
Code written in a DSL reads like structured prose for the domain.

Ideally, a domain expert with little experience in programming can
read, understand, and validate this code. Sometimes, a domain
expert might be able to write DSL code, even if he isn’t a professional
programmer.
http://ofps.oreilly.com/titles/9780596155957/DomainSpecificLanguages.html

6. Dezember
2011

Interne DSL in Test-Frameworks

6. Dezember
2011

ScalaTest (Scala)

Welcher Code ist klarer / sprechender?

6. Dezember
2011

ScalaTest (Scala)


Java: assertTrue(map.containsKey(‘a’));

6. Dezember
2011

ScalaTest (Scala)


Java: assertTrue(map.containsKey(‘a’));

Scala: map should contain key ‘a’

6. Dezember
2011

Beispiel für eine interne Scala-DSL

Baysick DSL
(simuliert BASIC)
http://blog.fogus.me/2009/03/26/
baysick-a-scala-dsl-implementing-basic/

6. Dezember
2011


Höheres
Abstraktionslevel
Sprechender,
klarer, kürzer

Nichts komplett neues,
sondern „Added Value“

Anpassbarkeit
(„mix in traits“)

6. Dezember
2011

Reduzierung der Heterogenität

Install-
Quell-code Skript
(Java) (Shell)

Dynamisches
Datenbank-Skript
Build
(JRuby)
(XML)

6. Dezember
2011

Reduzierung der Heterogenität

Quellcode

Dynamisches Datenbank-Skript

Install-Skript

Build

(Groovy)

6. Dezember
2011

Schaffung von Innovation

6. Dezember
2011


Neue
Technologien
Konzepte
Lösungen

6. Dezember
2011


Neue
Technologien
Konzepte
Lösungen

Marketing
Artikel, Blogs, Vorträge

6. Dezember
2011


Neue
Technologien
Konzepte
Lösungen

Neue Projekte Marketing
Consulting, Coaching, Entwicklung Artikel, Blogs, Vorträge

6. Dezember
2011

Marketing

“Mehr als 80 Prozent der IT-Fachkräfte in Deutschland
können sich vorstellen, ihren Arbeitgeber zu wechseln.“
IT-Szene München (Sept 2011)

„Follow the Leader“

6. Dezember
2011

Marketing

"Es wird sich eine Zweiklassengesellschaft
unter den Hochschulabgängern herausbilden.“
manager magazin 04/2011

„War for Talents“

6. Dezember
2011

Fazit "Business Value"

Aufwand
reduzieren Komplexität
reduzieren

Flexibilität
erhöhen

Schaffung von Heterogenität
Innovation reduzieren

6. Dezember
2011

Fazit "Business Value"

Aufwand
Komplexität
reduzieren
reduzieren

Flexibilität
erhöhen

Schaffung von
Heterogenität
Innovation
reduzieren

6. Dezember
2011


240+ Weitere:
6. Dezember
2011

Auswahl von Sprachen

<Exkurs>

6. Dezember
2011

Exkurs: Typisierung

Dynamisch
getypte
Komplexität

Sprache

Statisch
getypte
Sprache

Mächtigkeit
6. Dezember
2011

Exkurs: Objektorientierte vs. funktionale Programmierung

Scala in Depth, Joshua D. Suereth

6. Dezember
2011

Auswahl von Sprachen

</Exkurs>

6. Dezember
2011


Welche Sprache(n)
sollen wir auswählen?

6. Dezember
2011


Reifegrad?

6. Dezember
2011

Reifegrad?

240+ Weitere:
6. Dezember
2011


Verbreitung?

6. Dezember
2011

Verbreitung?

240+ Weitere:
6. Dezember
2011


Plattform-Integration?

6. Dezember
2011

Syntax-Alignment?

import java.util.*; // Java
Date today = new Date(); // Java

6. Dezember
2011

Syntax-Alignment?


today = new Date() // Groovy

6. Dezember
2011

Syntax-Alignment?



import java.util._ // Scala
var today = new Date // Scala

6. Dezember
2011

Syntax-Alignment?




java_import ‘java.util.Date' # JRuby
today = Date.new # JRuby

6. Dezember
2011

Syntax-Alignment?




java_import ‘java.util.Date' # JRuby
today = Date.new # JRuby

(import '(java.util Date)) ; Clojure (def today (new Date)) ;
Clojure (def today (Date.)) ; Clojure alternative

6. Dezember
2011

Guter IDE-Support: Der Klammern-Generator ???

(import '(java.util Date)) ; Clojure (def today (new Date)) ;
Clojure (def today (Date.)) ; Clojure alternative

6. Dezember
2011

Seamless Integration?

Java

„Andere“ „Andere“

6. Dezember
2011

Seamless Integration? (Groovy)

public class Article {
    private String name;
    private String price;
    public Article(String name, String price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    } class Article {

    public String getName() {    String name
        return name;    String price
    }
}
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(String price) {
        this.price = price;
    }
}

Java Groovy
6. Dezember
2011

Seamless Integration? (Groovy)

public class Article { public class Article {
    private String name;     private String name;
    private String price;     private String price;
    public Article(String name, String price) {     public Article(String name, String price) {
        this.name = name;         this.name = name;
        this.price = price;         this.price = price;
    }     }
    public String getName() {     public String getName() {
        return name;         return name;
    }     }
    public void setName(String name) {     public void setName(String name) {
        this.name = name;         this.name = name;
    }     }
    public String getPrice() {     public String getPrice() {
        return price;         return price;
    }     }
    public void setPrice(String price) {     public void setPrice(String price) {
        this.price = price;         this.price = price;
    }     }
} }

Java Groovy
6. Dezember
2011


Java

Groovy „Andere“

6. Dezember
2011

Seamless Integration? (Scala) => Bytecode != Bytecode

Usually, it just works ...

... if not, define a Java Interface.
6. Dezember
2011

Seamless Integration? (Scala) => Bytecode != Bytecode

Implicit Conversions Inexpressible
vs. Language
Object Identity / Equality Features

Objects
vs.
Primitives
Uniform
Access
Principle
Java Bytecode Analysis

6. Dezember
2011


Java

„Andere“ „Scala“

6. Dezember
2011


Java EE Integration?

6. Dezember
2011

Plattform-Integration

http://java.dzone.com/articles/basic-mdb-scala-sbt-and-jee-6

6. Dezember
2011


„Andere“
„Andere“
Feature Rich

„Andere“
„Andere“

Java Friendly
6. Dezember
2011


„Andere“
„Andere“ Groovy
Feature Rich

„Andere“
„Andere“

Java Friendly
6. Dezember
2011


„Andere“ Scala
„Andere“ Groovy
Feature Rich

„Andere“
„Andere“

Java Friendly
6. Dezember
2011

Fazit "Auswahl von Sprachen"

„Java Friendly“ und „Feature Rich“
muss die auserwählte Sprache sein

(Andere JVM-Sprachen nur, wenn wirklich benötigt)

6. Dezember
2011


Noch ein Satz zu den „besseren“ Java‘s:

6. Dezember
2011


6. Dezember
2011

Wieso neue Sprachen? Java passt doch?

IT
vs.

Politik
6. Dezember
2011


Cloud Computing wird der Kunde fordern...

6. Dezember
2011



NoSQL werden die Anforderungen
unumgänglich machen...

6. Dezember
2011



NoSQL werden die Anforderungen
unumgänglich machen...

... aber moderne JVM-Sprachen werden
wohl nie gefordert werden 

6. Dezember
2011

Vorurteile

Einarbeitungsaufwand?

Kunde überzeugen?

6. Dezember
2011

Vorurteile

Einarbeitungsaufwand?

Kunde überzeugen?

„Don't let yourself be fooled!“
6. Dezember
2011

Nachteile

Tatsächliche Probleme

6. Dezember
2011

Nachteile von neuen Sprachen

-  Mächtiger != Einfacher => Wissen, wie und was man von
einer Sprache lernen und einsetzen muss
-  Nicht nur neue Sprache, sondern (für Java- bzw. OO-
Entwickler) neue Konzepte (Funktional, Actors, ...)
-  Funktional vs. OO vs. Mischmasch
=> „the Java way“ is not the good way
-  Debugging der tollen Sprachfeatures (Closures, Implicit
Conversions, ...)
-  Kosten „Produktlebenszyklus“ (weniger Skills verfügbar,
Schulungen, Wartung)
-  Bytecode != Bytecode
6. Dezember
2011

Bytecode != Bytecode

Java + Groovy = Gut
Java + Scala = Ok
Non-Java + Non-Java = ???

6. Dezember
2011

Bytecode != Bytecode

Beispiel JRuby + Scala: www.codecommit.com/blog/ruby/integrating-scala-into-jruby

6. Dezember
2011

Nachteile speziell von dynamischen Sprachen

-  Meta-Programming, DSLs, etc.
=> Was passiert hier eigentlich?

-  Exceptions erst zur Laufzeit
=> Run-time type errors

-  Schlechtere Lesbarkeit

-  Refactoring? Wartbarkeit? (CRs etc.)

6. Dezember
2011

IDEs (noch) nicht auf "Java-Niveau"

6. Dezember
2011

"Getting Started bei MWEA"

Von nichts kommt nichts!
6. Dezember
2011


Bücher

Einarbeitung

Workshops
(Technorunde) Weiterbildungs-
budget

6. Dezember
2011


Rückblick auf bereits
Interne umgesetzte Projekte
Projekte

Einsatz Testing

Bereits bei Planung von neuen
Projekten berücksichtigen
Marketingkanäle
nutzen

6. Dezember
2011

Fazit „Lessons learned“

6. Dezember
2011

Ist die "Key-Message" angekommen?

6. Dezember
2011

Buchempfehlungen

6. Dezember
2011

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit... Fragen?

Kontakt
Kai Wähner MaibornWolff et al GmbH Mobil +49 151 544 277 88
IT-Consultant Theresienhöhe 13 Email kai.waehner@mwea.de
D-80339 München Twitter @KaiWaehner

6. Dezember
2011

[GER] Lessons learned: Modern JVM Languages besides Java

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