Primeras impresiones de Ceylon

Como bien saben, hace un par de días contamos con la presencia de Gavin King en las Opentalks, hablando de Ceylon, un nuevo lenguaje de programación que en el que ya lleva cerca de 3 años trabajando. Es un proyecto prioritario dentro de RedHat, pues la intención es tener un nuevo lenguaje de nivel enterprise que sustituya a Java.

Esto no es una reseña del evento; quiero enfocarme a hablar del lenguaje Ceylon, algunas de mis impresiones en este primer contacto que tuve (porque la verdad, no había tenido tiempo de meterme a fondo, más allá de ver aquellos slides que se habían filtrado hace unos meses de una conferencia en China o no sé dónde). He estado pensando acerca de si es mejor hacer una comparativa con otros lenguajes o simplemente hablar de las características de Ceylon sin hablar de ningún otro lenguaje, más que acaso Java, ya que finalmente será un lenguaje que funciona sobre la JVM. Y pues creo que habrá momentos para hacer comparaciones y otros donde es mejor sólo hablar de Ceylon.

Razón de ser

Ceylon surge por razones muy similares a las que han salido otros lenguajes para JVM: Java está evolucionando muy lentamente, se ha vuelto más complicado cada vez, hay que escribir demasiado código para realizar tareas simples, etc. Pero a diferencia de otros lenguajes, la intención de Ceylon es tener adopción a nivel enterprise; es un lenguaje pensado para hacer sistemas grandes con equipos de desarrollo grandes (varios integrantes trabajando sobre una misma base de código, etc). Una consideración importante en el diseño de Ceylon es la legibilidad, tomando en cuenta que en desarrollos grandes, un programador generalmente pasa más tiempo leyendo código ajeno (y propio) que escribiendo código. Por eso es que la legibilidad es una característica muy importante.

Algo que influye mucho en el diseño de Ceylon ha sido aprender de errores pasados con Java, tanto en el diseño como en la práctica. Java ya tiene suficiente tiempo en la industria como para saber muy a detalle cuáles son los principales problemas en muchos sistemas, las trampas y malas prácticas en las que suelen caer los programadores, etc. Pero también se queda con lo bueno, no sólo de Java, sino de otros lenguajes no sólo de la JVM (ya será otro tema a discutir si ciertas características son tomadas directamente de otros lenguajes o simplemente forman parte de Ceylon como resultado de hacer un buen diseño). Veamos, pues, las principales características de Ceylon:

Características de Ceylon

• Tipado estático - Ceylon utiiza tipos estáticos, porque esto permite atrapar muchos errores al momento de compilación. Pero el sistema de tipos es bastante distinto del de Java por varios detalles que veremos a continuación.
•   es un tipo estático - A diferencia de Java, donde   es simplemente una palabra reservada para denotar una referencia a un objeto que realmente no apunta a nada, en Ceylon es un objeto de un tipo determinado y hay ciertas reglas para que un objeto pueda ser nulo.
• Tipos opcionales - Por default, al definir un valor o variable, no puede ser nula, a menos que se indique así en su declaración (la sintaxis para esto es ponerle una interrogación después del tipo, para indicar que la variable podría en algún momento ser nula). Las variables no marcadas como opcionales, no pueden ser null nunca (el compilador marca un error si detecta que se quiere pasar null o podría recibir null en algún momento). Y cuando se trabaja con valores opcionales, siempre se debe dar una alternativa en el código para manejar el caso de que el valor sea nulo, de lo contrario el código no compila.
• Colecciones vacías - al trabajar con colecciones, éstas indican si permiten estar vacías o no; esto permite que el compilador nos indique errores cuando queremos tomar un elemento de una lista que puede estar vacía, para evitar problemas en tiempo de ejecución.
• Validaciones - el lenguaje contiene validación de precondiciones para ciertos bloques. Es algo más sofisticado que simples  s.
• Unión e intersección de tipos - esta fue una de mis características favoritas. En Ceylon puedes hacer declaraciones usando uniones o intersecciones de tipos. Por ejemplo, tener una variable tipo   que solamente puede hacer referencia a objetos que implementan ambas interfaces, o tipo   que entonces puede hacer referencia a un entero o una cadena. Esta característica es tan importante que influye en algunas otras cosas del lenguaje, como poder tener colecciones heterogéneas, no necesitar sobrecarga de métodos, etc.
• Todo es un objeto - no hay tipos nativos. Ya el compilador podrá hacer optimizaciones para manejar algunas operaciones con tipos numéricos usando nativos, pero a nivel código, todo es un objeto.
• Inmutabilidad - por default, todo es inmutable. Más que definir variables, se definen valores; se les asigna un valor al momento de declararlos y ya no se pueden modificar después. Para marcar una propiedad como mutable, hay que usar la palabra reservada  . Esto es algo importante pues influye en el diseño de aplicaciones, bibliotecas, y no sólo por temas de concurrencia: cuando una clase tiene un constructor que recibe algunos parámetros, dichos parámetros serán inmutables, no hay manera de darle la vuelta a esto; la razón es que si se construye un objeto con ciertos valores, dichos valores se consideran parte de la identidad de un objeto (similar a una llave primaria en bases de datos).
• Visibilidad simplificada - Hay dos niveles de visibilidad: pública (marcada con la palabra reservada  ) y privada. Se considera que los otros dos niveles de visibilidad existentes en Java (package y protected) no tienen una utilidad real.
• Sobreescritura de métodos - por default, los métodos de una clase no se pueden sobreescribir. Unicamente se pueden sobreescribir métodos marcados como  , y para sobreescribirlos hay que declararlos en la subclase con la palabra reservada  .
• No hay sobrecarga de métodos - en Java podemos sobrecargar métodos, es decir, tener varios métodos con el mismo nombre pero que reciben distinto número de parámetros (o parámetros de distinto tipo). En Ceylon esto no se puede hacer, pero no es realmente necesario por dos cosas: se pueden declarar defaults a los parámetros de un método (eliminando la necesidad de tener varios métodos con distinto número de parámetros) y los tipos unión e intersección (eliminando la necesidad de tener varios métodos que reciben parámetros de distinto tipo). Un ejemplo típico es el método que recibe un URL y el que recibe un InputStream; al ver las implementaciones, generalmente uno termina llamando al otro (el que recibe un URL obtiene un InputStream y llama al segundo método); en Ceylon se declara un método que recibe   e internamente se maneja el caso de recibir URL para obtener el InputStream y continuar con la ejecución, en el mismo método.
• Sobrecarga de operadores controlada - Ceylon permite la sobrecarga de operadores, de una manera controlada. Solamente se pueden sobrecargar ciertos operadores, por ejemplo suma, resta, multiplicación, división, pero para hacerlo, se necesita implementar una interfaz que define el método a implementar. Por ejemplo, la interfaz Summable define el método plus y con objetos que la implementan se puede hacer a+b. Pero no se puede implementar un operador   (que realmente ni siquiera se podría considerar un operador; en realidad los lenguajes que permiten esto, lo que permiten es tener métodos con nombres que tengan casi cualquier símbolo, en ocasiones incluyendo Unicode). La razón para controlar la sobrecarga es asegurarse que en todo momento tenga sentido y que haya consistencia; el operador + debe usarse para sumar siempre. De lo contrario empiezan los problemas cuando una aplicación utiliza 3 librerías y las 3 tienen clases que implementan el operador + de manera distinta (una para agregar elementos, otra para escribir a un stream, otra para incrementar un valor, etc).
• Inferencia local de tipos - Para mejorar la legibilidad es bueno evitar la redundancia, y esto de paso también sirve para escribir menos código. Por eso Ceylon tiene inferencia de tipos, cuando se declaran valores o variables. Pero la inferencia es únicamente local (cuando se declaran valores), para evitar problemas de desempeño en el compilador
• Funciones de primer nivel - Ceylon permite declarar funciones en cualquier parte del código; dentro de una clase, afuera de una clase, dentro de un método, dentro de otra función... esto es algo muy de moda en lenguajes JVM recientes, curiosamente Gavin había omitido mencionar esta característica hasta que alguien preguntó, porque en su opinión esto es algo que todo lenguaje debería tener. Y por supuesto, las funciones se pueden pasar como parámetros a otras funciones, y puede haber funciones (y métodos) que devuelvan funciones.
• Varianza y contravarianza - Cuando se usan generics, se puede usar varianza y contravarianza en las declaraciones de los tipos. Esto es con las palabras reservadas in y out. Pero antes que piensen que esto podría complicar mucho las cosas, deben saber que el manejo de generics en Ceylon es bastante más sencillo que en Java, donde se llegan a ver cosas como   que nadie sabe qué significan. Nuevamente, esto en Ceylon se resuelve gracias a los tipos unión/intersección.
• Patrón object builder - En Ceylon, el patrón object builder está integrado en el lenguaje. Se pueden construir instancias de objetos usando este patrón (muy popular en varias aplicaciones y bibliotecas de Groovy por ejemplo) y es código Ceylon válido. Para Gavin, esta es una de las características más importantes porque será la que evite muchísimo código al desarrollar ciertas partes de aplicaciones, tales como interfaces de usuario; incluso se puede usar para inyección de dependencias, evitando la necesidad de un manejador externo.

Lo que falta

Otras cosas que el lenguaje tendrá pero aún no cuenta con ellas, o son están incompletas aún, son anotaciones y módulos. La parte de módulos es muy importante, pues es un problema que no se tuvo contemplado al crear Java y por tanto cuando surgió, se crearon diversas soluciones, de las cuales la más conocida es Maven, que es famoso por su complejidad, sin embargo su manejo de dependencias es indudablemente el más utilizado en proyectos Java. Pero tiene muchos problemas aún; otra solución que surgió para problemas similares pero a otro nivel, fue OSGi, que también es algo bastante complejo.

Ceylon desde el inicio pretende contar con un sistema de módulos; no está claro aún cómo van a funcionar pero la idea es que cada módulo (contenido en un archivo  , por Ceylon ARchive, análogo a un JAR) contenga un descriptor indicando su versión y las dependencias con otros módulos (incluyendo sus versiones). Suponiendo que tenemos una aplicación que utiliza directamente dos módulos A y B, y que el módulo A utiliza un módulo C con una versión y mientras que el módulo B utiliza también el módulo C pero una versión distinta e incompatible de la que usa el módulo A, nuestra aplicación podrá usar estos módulos sin ningún problema porque el módulo A utilizará su versión del módulo C sin tener conflictos de que el módulo B utilice su propia versión del módulo C. Incluso la aplicación podría usar también de manera directa una tercera versión del módulo C sin tener problemas (hasta que comiencen a interactuar objetos del módulo C con los del módulo A, pero tal vez eso se pueda resolver al momento de compilar y no hasta tiempo de ejecución).

El lenguaje no está terminado aún, faltan varias cosas, entre ellas varios módulos básicos. Lo que se pretende es no tener un core demasiado grande, sino tenerlo todo bien modularizado. Incluso, el manejo de concurrencia no se tiene contemplado como parte del lenguaje, más allá de manejar todo como inmutable, sino que será delegado a módulos, para poder tener de entrada no solamente una manera de manejar concurrencia sino varias distintas. Seguramente a nivel muy bajo se seguirán utilizando Threads como en Java (esto es inevitable) pero esperemos que pronto haya mecanismos más avanzados como candados, thread pools, actores, memoria transaccional en software, etc.

Y como dijo Gavin: el éxito o fracaso de un proyecto como Ceylon depende en gran medida de la comunidad que se forme a su alrededor. Yo por mi parte pienso revisar periódicamente su progreso y tal vez, si el tiempo me lo permite, contribuir con algo.

Ligas

Página oficial de Ceylon

Especificación del lenguaje (en la parte de issues hay varios temas en los que se puede participar, para decidir cómo deberían ser ciertas construcciones del lenguaje

Ceylon en GitHub - el compilador, ambiente de ejecución, lenguaje, plugin para Eclipse, etc.