微软 Project Springfield 团队的 F# 使用心得

  • Pierre-Luc Maheu
  • 尚剑

2017 年 1 月 9 日

话题:.NETC#Azure语言 & 开发架构

Project Springfield是一个用于在软件中查找关键安全错误的模糊测试服务。微软 Springfield 团队首席软件工程经理 William Blum 介绍了他们团队如何利用 F# 来构建云服务

简洁性经常被认为是 F# 的主要优点之一。Blum 提供了一些 Project Springfield 相关的数据:

为了移除一些旧的依赖,我们将一个 Perl 脚本移植成 F# 程序,代码量减少了 37%。在另外一个工作中,我们将 1338 行 PowerShell 脚本移植到 F# 只需要 489 行(小了 2.7 倍)。在这两种情况下,除了代码量的减少,最终的 F# 程序还在日志记录、可读性和可靠性方面得到了改进(部分由于静态类型检查的原因)。

Jet 的软件工程师 Rachel Reese 在 F# 的简洁性方面持有相同的观点,她在“为什么电子商务公司选择 F#”中提到:

所以,我们开始构建两种方案:C# 方案和 F# 方案,来比较他们的效果。最后,我们选择坚持使用 F#。主要原因在于 F# 使我们能够以更少的代码提供相同的功能,这显然更容易维护并减少了错误。

代码正确性也常常被 Springfield 团队和 F# 用户提到。例如,空引用,也被称为“十亿美元的错误”,在 F# 中是不允许的。在 F# 中,缺失的数据使用Option 类型表示,其中值可以是 Some valueOfAVariable 或 None。

可区分联合并不局限于 Option 类型,它们也可以表示复杂的对象,然后在模式匹配表达式中使用。下面的代码段演示了一个事件类型和调度它的函数。Blum 解释说,代码被授权处理所有情况,因为它是由编译器执行的。

type CustomerId = System.Guid

type EventType =
  | MsgType1 of CustomerId
  | MsgType2 of CustomerId * string * int
  | MsgType3 of CustomerId * string * int option

// 用模式匹配来处理信息 
let dispatch msg =
  match msg with
  | MsgType1 -> ...
  | MsgType2 -> ...
  | MsgType3 -> ...

F# 还增加了使用类型提供程序验证动态数据源的可能性。类型提供程序支持对数据源(如 SQL 数据库或 JSON)在编译时完成验证,而不是在执行时。

Springfield 采用动态分配计算资源的方式,因此需要在运行时生成 JSON 参数文件,这是一个容易出错的任务。使用 F# 类型提供程序,我们可以在编译时静态验证我们生成的模板参数是否有效。因为我们的 ARM 模板不断发展,这极大地加快了开发和调试过程。

Springfield 团队还采用了 F# 来编写脚本。REPL 环境F# Interactive提供了一种在没有预先编译的情况下执行 F# 脚本的方法,这是脚本语言的一个预期功能。

F# 脚本的另一个优点是静态类型检查,这对脚本语言来说是不寻常的!实际上,这将大大节省调试时间。IDE 中的智能感知功能会立即发现错误(如变量名称中的拼写错误或输入错误)。重构代码也会更加方便。这与我们团队以前采用的 PowerShell 脚本的脆弱性形成鲜明对比。

查看英文原文:Testimonial on Using F# by Microsoft's Project Springfield Team


感谢薛命灯对本文的审校。

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