Ruby 开发者使用 Crystal 的 5 大理由

2018 年 1 月 8 日

Mark Siemers

社区 #howto

这是一篇由 Mark Siemers 的客座文章，他自愿提出撰写一系列 Crystal 博客文章。预计会有更多文章出现，或者 - 更好的是 - 联系我们，撰写您自己的文章。

1. 极低的学习曲线

想想过去 5-10 年流行起来的几种语言。你会想到什么？Elixir、Go、Rust 等等？它们在性能上都优于 Ruby，但学习和掌握起来更困难。

如果可以以更简单的学习曲线获得性能提升呢？

有多简单？让我们看一些代码。

问：以下哪些模块是用 Ruby 编写的？哪些是用 Crystal 编写的？

module Year
  def self.leap?(year)
    year % 400 == 0 || (year % 100 != 0 && year % 4 == 0)
  end
end

module Hamming
  def self.distance(a,b)
    a.chars.zip(b.chars).count{|first, second| first != second }
  end
end

答：这是一个陷阱问题 - 都是。上面的模块可以在 Ruby 或 Crystal 中运行。多么酷！

查看更多代码相似性的示例这里。

这并不意味着所有 Ruby 代码都能在 Crystal 中运行（反之亦然），但您可以立即在 Crystal 中完成很多事情，并在第一天、甚至第一分钟就投入使用。

Crystal（一种强类型编译语言）是如何像 Ruby（一种动态鸭子类型语言）一样工作的？Crystal 的编译器使用两种强大的技术组合：类型推断和联合类型。这使编译器能够读取类似 Ruby 的代码并推断出要使用的正确类型。

除了相似之处，Crystal 还提供了一些比 Ruby 更核心的优势。比如…

2. 编译时检查和方法重载

在 Ruby 中编写 is_a? 或 respond_to? 以确保代码不会崩溃，这是否感觉很笨拙？您是否担心所有没有进行这些检查的地方？这些都是潜在的错误吗？

Crystal 是一种编译语言，会在编译时检查所有方法输入和输出。如果任何类型不匹配，它们将在运行时之前被捕获。

让我们回到上面的 Year::leap? 示例。在 Ruby 中，当输入不是整数时会发生什么？

Year.leap?("2016") #=> false
Year.leap?(Date.new(2016, 1, 1)) #=> undefined method `%' for #<Date: 2016-01-01 ... >

对于 String，我们会得到错误的答案，对于 Date，我们会得到运行时异常。在 Ruby 中修复问题至少需要一个 is_a? 语句

module Year
  def self.leap?(input)
    if input.is_a? Integer
      input % 400 == 0 || (input % 100 != 0 && input % 4 == 0)
    elsif input.is_a? Date
      input.leap?
    else
      raise ArgumentError.new("must pass an Integer or Date.")
    end
  end
end

该方法看起来好吗？我们仍然有可能发生运行时异常，只是错误消息更有帮助。

在 Crystal 中，我们可以选择显式地键入我们的输入（和输出）。我们可以将方法签名更改为 self.leap?(year : Int)，并确保输入为整数。

我们在编译时而不是运行时得到有用的消息

Year.leap?("2016")
Error in line 10: no overload matches 'Year.leap?' with type String
Overloads are:
 - Year.leap?(year : Int)

如果我们想在我们的模块中添加对 Time（想想 Ruby 中的 DateTime）的支持，我们可以重载 Year::leap?

module Year
  def self.leap?(year : Int)
    year % 400 == 0 || (year % 100 != 0 && year % 4 == 0)
  end

  def self.leap?(time : Time)
    self.leap?(time.year)
  end
end

与 Ruby 一样，方法重载允许输入灵活，但没有鸭子类型的猜测。编译时检查可以防止类型不匹配错误进入生产环境。

说到生产环境，还有…

3. 惊人的性能

编译的另一个优势是速度和优化。在比较 Ruby 和 Crystal 的性能时，通常用数量级而不是百分比来表示。

在一个例子中，在 Crystal 中对随机数求和可以比 Ruby 快 10 个数量级（约快 3700 万%）。这是由于编译器优化和在 Crystal 中使用基本数据类型的能力。这确实存在整数溢出的风险，对于大数字来说 (参见 Ary 的解释）。

Crystal 的内置 HTTP 服务器在基准测试中能够处理每秒超过 200 万个请求。许多 Web 框架始终为 Web 应用程序提供毫秒级的响应时间。

这引出了下一个要点…

4. 你想要的 Web 框架已经存在了

喜欢 Rails（甚至 Elixir 的 Phoenix）的完整性吗？你会在 Amber 框架中找到宾至如归的感觉。

Sinatra 的简单性和易于定制更适合您吗？您将在 Kemal 中找到这种简单性。

您是否想要一个利用编译时检查来进行强参数、HTTP 动词和数据库查询的全栈框架？这是您的幸运日。

在一月份，每个 Web 框架都将在他们自己的专用文章中得到重点介绍。请返回 Crystal 博客以了解更多信息。

5. Crystal 是用 Crystal 编写的！它易于理解和贡献

您是否曾经阅读过 Ruby 的源代码？尝试弄清楚一些 Enumerable 方法是如何工作的？

Ruby 的 Enumerable#all? 实现

static VALUE
enum_all(int argc, VALUE *argv, VALUE obj)
{
    struct MEMO *memo = MEMO_ENUM_NEW(Qtrue);
    rb_block_call(obj, id_each, 0, 0, ENUMFUNC(all), (VALUE)memo);
    return memo->v1;
}

需要多长时间才能弄清楚这段代码在做什么？如果您从未使用过 C 代码，可能需要很长时间。

将它与 Crystal 的 Enumerable#all? 实现相比

def all?
  each { |e| return false unless yield e }
  true
end

弄清楚这段代码需要多长时间？如果您了解 Ruby 或 Crystal，可能只需要几秒钟。

考虑到这一点，请记住98.4% 的 Crystal 是用 Crystal 编写的，只有 0.3% 是用 C++ 编写的。

Ruby 用 C 编写了 30.6%，用 Ruby 编写了 64.8%。

实际上，Crystal 中只有一份文件是用 C++ 编写的，因此只要您没有更改 LLVM 扩展，您在 Crystal 语言中寻找的任何东西几乎可以肯定是用 Crystal 编写的。

阅读、理解和为 Crystal 做贡献比您能找到的任何语言都容易。

从哪里开始？

如果您想尝试 Crystal 编程语言，以下是一些不错的入门资源