مقیاس پذیری یکی از چالش برانگیزترین و ضروری ترین جنبه های برنامه نویسی است. این توانایی یک زبان، برای مدیریت کارآمد افزایش یا کاهش حجم کار یا نوشتن برنامه های بزرگ با سهولت است. مقیاس پذیری سیستم را چابک تر می کند، هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و تجربه کاربری بهتری را ارائه می دهد. در نتیجه، توسعه دهندگان زبان های برنامه نویسی مقیاس پذیر را ترجیح می دهند. اسکالا یکی از این زبان های برنامه نویسی مقیاس پذیر است که توسط پلتفرم هایی مانند نتفلیکس و توییتر استفاده می شود. بیایید دقیقاً یاد بگیریم که زبان برنامه نویسی اسکالا چیست، ویژگی های برجسته آن چیست و چرا محبوب است.
زبان برنامه نویسی اسکالا برای چه مواردی کاربرد دارد؟
زبان برنامه نویسی اسکالا (مخفف مقیاس پذیر، scalable) یک زبان برنامه نویسی کامپیوتری همه منظوره و مقیاس پذیر است. این زبان به عنوان یک زبان برنامه نویسی سطح بالا توصیف می شود که شامل دو رویکرد برنامه نویسی محبوب است: شی گرا و تابعی. موارد زیر برخی از موارد استفاده اسکالا هستند:
- اسکالا بر روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا می شود و به طور گسترده ای برای ساخت برنامه های کاربردی توزیع شده و پر حجم داده استفاده می شود. معنی آن این است که Scala می تواند برای ساخت برنامه های موبایل یا وب و سیستم های کلان داده استفاده شود.
- اسکالا در ساخت نرم افزارهای مدولار، مقیاس پذیر و سریع استفاده می شود.
- معمولاً توسط مهندسان داده همراه با Apache Spark برای پردازش حجم زیادی از داده ها به صورت روان و کارآمد استفاده می شود.
- از آنجایی که اسکالا روی JVM اجرا می شود، پشته های جاوا و اسکالا به طور یکپارچه تجمیع شده اند. این به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا از ویژگی های هر دو زبان به طور همزمان استفاده کنند.
همچنین برای ایجاد نرم‌افزار برای خطوط لوله داده (data pipelines)، سیستم‌های رمزگذاری ویدئو، پردازش اطلاعات بلادرنگ و پروژه‌های کلان داده استفاده می‌شود.
چرا باید زبان برنامه نویسی اسکالا را یاد بگیرید؟
به عنوان یک حرفه ای، یادگیری اسکالا می تواند به روش های زیر به شما کمک کند:
کاهش خطاها و افزایش کارایی
اگر از زبان‌های پویا مانند پایتون استفاده می‌کنید، پس از اجرای برنامه، مشکل پیدا کردن خطاها را می‌دانید. ایجاد تغییرات در کد و اجرای مجدد آن به تلاش و زمان قابل توجهی نیاز دارد. یادگیری Scala می تواند به شما در مقابله با این مشکل کمک کند. این یک زبان تایپ ایستا (statically typed) است که به این معنی است که می توانید خطاها را در حین کامپایل پیدا کرده و اصلاح کنید، بنابراین کارایی بیشتری ارائه می دهد.
حرفه خود را پیش ببرید
زبان برنامه نویسی اسکالا به دلیل مقیاس پذیری بالا برای مدیریت وب سایت های شرکت هایی که ترافیک زیادی دریافت می کنند مانند توییتر، نتفلیکس و لینکدین استفاده می شود. بنابراین، اگر می خواهید به عنوان یک توسعه دهنده یا برنامه نویس در شرکت های برتر که حجم زیادی از داده ها را پردازش می کنند کار کنید، یادگیری Scala ضروری است.
در فضای کلان داده کار کنید
به عنوان یک توسعه دهنده جاوا یا یک مهندس داده، شما در فضای کلان داده کار می کنید یا قصد دارید کار کنید، دانش Scala بسیار سودمند است. این زبان برنامه نویسی، چندین کتابخانه دارد: Apache Spark، Apache Kafka، Apache Flink، ScalaNLP، PredictionIO و DeepLearning.Scala، که برای یادگیری ماشین و توسعه نرم‌افزار کلان داده مهم است.
ویژگی های زبان برنامه نویسی اسکالا
مهمترین ویژگی های زبان برنامه نویسی اسکالا عبارتند از:
- از آن به عنوان یک زبان چند پارادایم یاد می شود زیرا ویژگی های زبان های شی گرا و تابعی را ترکیب می کند.
- اسکالا دارای پشتیبانی داخلی برای تطبیق الگو است که امکان نوشتن کدهای رسا و ظریف تر را فراهم می کند.
- همچنین شامل پشتیبانی داخلی برای کلاس‌های موردی (case classes) است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا انواع داده‌های جبری و تطبیق الگو را بر روی آنها تعریف کنند.
- یکی از جالب ترین ویژگی های اسکالا ارزیابی تنبل (lazy evaluation) یا تماس با نیاز (call-by-need) است. این ویژگی ها به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا اجرای یک برنامه را به تعویق بیاندازند.
مزایای زبان برنامه نویسی اسکالا
در اینجا برخی از برجسته ترین مزایای زبان برنامه نویسی اسکالا آورده شده است:
1. قابلیت همکاری با جاوا
اسکالا به طور کامل با جاوا سازگار است. بر روی JVM اجرا می شود و از کتابخانه ها و فریم ورک های جاوا استفاده می کند. این کتابخانه ها، ابزارهای بیشتری را برای توسعه دهندگان Scala فراهم می کند.
2. سینتکس مختصر و رسا
اسکالا یک سینتکس مختصر و رسا دارد که به توسعه دهندگان اجازه می دهد کدی بنویسند که خواندن و درک آن آسان باشد.
3. سیستم نوع داده ای استاتیک قوی
اسکالا دارای یک سیستم نوع داده ای استاتیک قوی است. این بدان معناست که به کاهش یا جلوگیری از خطاهای رایج برنامه نویسی در طول کامپایل کد کمک می کند.
معایب زبان برنامه نویسی اسکالا
1. یادگیری پیچیده
به عنوان یک زبان پیچیده، منحنی یادگیری دشوارتری نسبت به برخی از زبان های برنامه نویسی دیگر دارد، به خصوص اگر با مفاهیم برنامه نویسی تابعی آشنا نباشید.
2. ابزارهای محدود
اسکالا دارای تعداد زیادی کتابخانه و چارچوب است. با این حال، ابزارهای محدودی در مقایسه با سایر زبان های برنامه نویسی دارد و پیدا کردن و استفاده از ابزار مناسب برای یک کار خاص را دشوار می کند.
3. سازگاری کم
این یک زبان نسبتا جدید است و اغلب هنگام کار با سیستم ها یا کتابخانه های دیگر سازگار نیست.
مثال زبان برنامه نویسی اسکالا
در اینجا سینتکس چاپ “Hello World” با استفاده از زبان برنامه نویسی Scala آمده است:
object HelloWorld {
def main(args: Array[String]) {
println(“Hello world!”)
}
}
برای اجرای این برنامه، باید این فایل را به عنوان “HelloWorld.scala” ذخیره کنید و دستورات داده شده در بالا را برای چاپ “Hello World” اجرا کنید.
نحوه یادگیری زبان برنامه نویسی اسکالا
در اینجا یک فرآیند گام به گام در مورد نحوه یادگیری اصول اولیه زبان برنامه نویسی اسکالا آورده شده است:
مرحله اول: اگر مبتدی هستید، قبل از اینکه روی اسکالا کار کنید، باید اصول اولیه زبان های برنامه نویسی به خصوص جاوا را بیاموزید. شما همچنین باید دانش برنامه نویسی شی گرا و تابعی داشته باشید.
مرحله دوم: هنگامی که با اصول برنامه نویسی آشنا شدید، سینتکس Scala و نحوه تعریف متغیرها یا توابع را یاد بگیرید. از طریق تور اسکالا (در وبسایت رسمی اسکالا) بروید تا اصول آن را بیاموزید.
مرحله سوم: می توانید کتابخانه های Scala مانند Akka و Play را کاوش کنید و از کدهای از پیش تعریف شده برای ایجاد برنامه های کاربردی در Scala استفاده کنید.
مرحله چهارم: همچنین، می‌توانید به انجمن یادگیری Scala در سرور discord بپیوندید تا با سایر توسعه‌دهندگان Scala ارتباط برقرار کنید و سؤالات خود را بپرسید.
مرحله پنجم: آخرین اما نه کم‌اهمیت، باید کدها را اجرا کنید و با استفاده از Scala شروع به ساخت برنامه‌های کاربردی اولیه کنید. از Scastie برای اجرای کدهای Scala در مرورگر خود استفاده کنید.
اسکالا در مقابل پایتون
هر دو اسکالا و پایتون زبان های برنامه نویسی سطح بالا با سینتکس مختصر هستند. با این حال، این زبان ها چندین ویژگی متفاوت دارند مانند:
1. نوع زبان
زبان برنامه نویسی اسکالا به صورت نوع داده استاتیک است و از شما می خواهد که انواع متغیرها و اشیاء را مشخص کنید. پایتون یک زبان برنامه نویسی با نوپویا است و نیازی به تعیین اشیا نیست.
2. عملکرد
اسکالا یک زبان مقیاس پذیر با دسترسی به کتابخانه های جاوا است. از این رو از نظر مقیاس پذیری و کارایی بهتر از پایتون است
3. همزمانی
Scala از همزمانی و چند رشته ای بهتر پشتیبانی می کند، بنابراین به اکوسیستم های کلان داده اجازه می دهد تا به راحتی یکپارچه شوند. از طرف دیگر پایتون از سطح بالایی از همزمانی پشتیبانی نمی کند و برای سیستم های داده های بزرگ مناسب نیست.
اسکالا در مقابل جاوا
قبل از اینکه ویژگی‌های Scala و Java را ادغام کنید، درک تفاوت بین این دو زبان ضروری است. این تفاوت شامل:
1. سینتکس
اسکالا یک سینتکس مختصر دارد و کدهای دیگ بخاری (کدهایی که می‌توانند در مکان‌های مختلف بدون ایجاد تغییر استفاده شوند) ندارد. در مقایسه با برنامه های جاوا به کدنویسی کمتری نیاز دارد.
2. نوع زبان
جاوا یک زبان با نوع داده پویا است که در آن خطاها در زمان اجرا بررسی می شوند. زبان برنامه نویسی اسکالا به صورت نوع داده ایستا است که به این معنی است که خطاهای کد در حین کامپایل بررسی می شوند.
3. ارزشیابی تنبل
Scala یک ویژگی ارزیابی تنبل داخلی دارد که جاوا ندارد.
4. اضافه بار اپراتور
ویژگی سربارگذاری اپراتور (operator overloading) در اسکالا به برنامه نویسان این امکان را می دهد که هر زمان که لازم باشد اپراتورهای جدیدی ایجاد کنند. با این حال، جاوا از این ویژگی پشتیبانی نمی کند.
اسکالا در میان 10 زبان برنامه نویسی برتر در سال 2022 رتبه بندی شده است و بنابراین برای حرفه ای ها در این زمینه ضروری است. با این حال، اسکالا نیز یک زبان پیچیده است و برای یادگیری اسکالا به مهارت های پیشرفته و همچنین دانش عمیق زبان های برنامه نویسی و کدنویسی نیاز دارید.