Customizable gradual effects for scala

Abstract

Operaciones realizadas por un programa de computación pueden producir efectos. Efectos computacionales pueden ser definidos como operaciones que interactúan y que se comunican con su ambiente. Ejemplos de efectos son imprimir en pantalla, leer data de usuarios, asignación de memoria, excepciones, etc. Una función que no produce efectos es llamada una función pura. Los sistemas de efectos ayudan a controlar estos efectos colaterales . Por ejemplo, permite correr funciones puras en paralelo sin temer a obtener carreras de datos. Una function pura también preserva la transparencia referencial, asegurando que si una función es aplicada con los mismos argumentos más de una vez, el resultado sigue siendo el mismo. En este trabajo se diseñó y desarrolló un sistema de efectos genérico que se caracteriza por ser práctico, combinando para ello tres conceptos de efectos fundamentales: efectos graduales, efectos polimórficos y efectos personalizados. Debido a que la verificación estática puede ser demasiada restrictiva (algunos programas válidos son rechazados), Bañados et al propusieron una teoría que mezcla chequeo de efectos dinámico y estático, permitiendo a desarrolladores a adaptar gradualmente una disciplina de efectos en proyectos existentes. Este sistema de efectos graduales da la flexibilidad para moverse entre un sistema completamente anotado con efectos (estático) a uno sin anotaciones de efectos (dinámico), introduciendo chequeos en tiempo de ejecución cuando sea necesario. Rytz et al diseño e implementó un sistema de efectos polimórficos, el cual incrementa la expresividad de los sistemas de efectos usando patrones de orden superior para efectos. Una función es polimórfica en los efectos de su argumento si es que los efectos de la función depende de los efectos de su argumento. Esto permite expresar funciones como map, pura en efectos salvo por los efectos que la función que recibe como argumento pueda producir. En general los dominios de efectos carecen de localidad: tienen un alcance muy general. Por ejemplo: no es necesario considerar toda operación de entrada/salida como un efecto. Los sistemas de efectos no permiten hacer un seguimiento de efectos de operaciones específicas definidas por el usuario. Incorporar y personalizar un sistema de efectos requiere conocimientos previos acerca de sistemas de efectos. Inclusive, con la experiencia adecuada, implementar una disciplina de efectos puede ser difícil o lento. Es necesario un sistema que permita la fácil creación de dominios de efectos. El trabajo de ésta tesis consiste en tres partes. La primera parte extiende la formalización del sistema de efectos graduales añadiendo efectos polimórficos. En la segunda parte se diseña la sintaxis y semántica necesaria para crear dominios de efectos a través de un lenguaje específico de dominio (DSL). El DSL permite la creación de dominios de efectos con estructuras y relaciones complejas, y la especificación de donde los efectos deben ser producidos mediante especificaciones de efectos externa. También se entrega una formalización del DSL extendiendo el sistema de efectos combinado de la primera parte. La tercera y final parte consiste en la implementación del sistema final de efectos y del DSL en el lenguaje de programación Scala a través de plugins para el compilador.