手写编程语言-如何为 GScript 编写标准库

 # 版本更新 最近 `GScript` 更新了 `v0.0.11` 版本，重点更新了： - `Docker` 运行环境 - 新增了 byte 原始类型 - 新增了一些字符串标准库 `Strings/StringBuilder` - 数组切片语法：`int[] b = a[1: len(a)];` > 具体更新内容请看下文。 # 前言 前段时间发布了 `GScript` 的在线 `playground`，  这是一个可以在线运行 `GScript` 脚本的网站，其本质原理是接收用户的输入源码从而在服务器上运行的服务；这简直就是后门大开的 `XSS` 攻击，为保住服务器我设置了运行 `API` 的后端服务的用户权限，这样可以避免执行一些恶意的请求。 但也避免不了一些用户执行了一些耗时操作，比如一个死循环、或者是我提供 `demo` 里的打印杨辉三角。  这本质上是一个递归函数，当打印的三角层数过高时便会非常耗时，同时也非常消耗 CPU。 有几次我去检查服务器时发现了几个 CPU 过高的进程，基本上都是这样的耗时操作，不可避免的会影响到服务器的性能。 # 使用 Docker 为了解决这类问题，很自然的就能想到可以使用 `Docker`，所有的资源都和宿主机是隔离开的，无论怎么瞎折腾也不会影响到宿主机。 说干就干，最后修改了 API 执行脚本的地方： ```java string fileName = d.unix("Asia/Shanghai") + "temp.gs" ; s.writeFile(fileName, body, 438); string pwd = s.getwd(); // string res = s.command("gscript", fileName); string res = s.command("docker","run","--rm","-v", pwd+":/usr/src/gscript","-w","/usr/src/gscript", "crossoverjie/gscript","gscript", fileName); s.remove(fileName); r.body = res; r.ast = dumpAST(body); r.symbol=dumpSymbol(body); ctx.JSON(200, r); ``` 主要修改的就是将直接执行的 `GScript` 命令修改为了调用 `docker` 执行。 > 但其实也还有改进空间，后续新增协程之后可以便可监控运行时间，超时后便会自动 kill 进程。 我也将该 `Docker` 上传到了 `DockerHub`，现在大家想在本地体验 `GScript` 的 `REPL` 时也只需要运行`Docker` 就能使用。 ```shell docker pull crossoverjie/gscript docker run --rm -it crossoverjie/gscript:latest gscript ```  当然也可以执行用 `Docker` 执行 `GScript` 脚本： ```shell docker run --rm -v $PWD:/usr/src/gscript -w /usr/src/gscript crossoverjie/gscript gscript {yourpath}/temp.gs ```  # 编写 GScript 标准库 接下来重点聊聊 `GScript` 标准库的事情，其实编写标准库是一个费时费力的事情。  现在编译器已经提供了一些可用的内置函数，借由这些内置函数写一些常见的工具类是完全没有问题的。 对写 `GScript` 标准库感谢的朋友可以当做一个参考，这里我打了一个样，先看下运行效果： ```java // 字符串工具类 StringBuilder b = StringBuilder(); b.writeString("10"); b.writeString("20"); int l = b.writeString("30"); string s = b.String(); printf("s:%s, len=%d ",s,l); assertEqual(s,"102030"); byte[] b2 = toByteArray("40"); b.WriteBytes(b2); s = b.String(); assertEqual(s,"10203040"); println(s); // Strings 工具类 Strings s = Strings(); string[] elems = {"name=xxx","age=xx"}; string ret = s.join(elems, "&"); println(ret); assertEqual(ret, "name=xxx&age=xx"); bool b = s.hasPrefix("http://www.xx.com", "http"); println(b); assertEqual(b,true); b = s.hasPrefix("http://www.xx.com", "https"); println(b); assertEqual(b,false); ``` 其中的实现源码基本上是借鉴了 Go 的标准库，先来看看 `StringBuilder` 的源码： ```java class StringBuilder{ byte[] buf = [0]{}; // append contents to buf, it returns the length of s int writeString(string s){ byte[] temp = toByteArray(s); append(buf, temp); return len(temp); } // append b to buf, it returns the length of b. int WriteBytes(byte[] b){ append(buf, b); return len(b); } // copies the buffer to a new. grow(int n){ if (n > 0) { // when there is not enough space left. if (cap(buf) - len(buf) < n) { byte[] newBuf = [len(buf), 2*cap(buf)+n]{}; copy(newBuf, buf); buf = newBuf; } } } string String(){ return toString(buf); } } ``` 主要就是借助了原始的数组类型以及 `toByteArray/toString` 字节数组和字符串的转换函数实现的。 ```java class Strings{ // concatenates the elements of its first argument to create a single string. The separator // string sep is placed between elements in the resulting string. string join(string[] elems, string sep){ if (len(elems) == 0) { return ""; } if (len(elems) == 1) { return elems[0]; } byte[] bs = toByteArray(sep); int n = len(bs) * (len(elems) -1); for (int i=0; i < len(elems); i++) { string s = elems[i]; byte[] bs = toByteArray(s); n = n + len(bs); } StringBuilder sb = StringBuilder(); sb.grow(n); string first = elems[0]; sb.writeString(first); string[] remain = elems[1:len(elems)]; for(int i=0; i < len(remain); i++){ sb.writeString(sep); string r = remain[i]; sb.writeString(r); } return sb.String(); } // tests whether the string s begins with prefix. bool hasPrefix(string s, string prefix){ byte[] bs = toByteArray(s); byte[] bp = toByteArray(prefix); return len(bs) >= len(bp) && toString(bs[0:len(bp)]) == prefix; } } ``` `Strings` 工具类也是类似的，都是一些内置函数的组合运用； 在写标准库的过程中还会有额外收获，可以再次阅读一遍 Go 标准库的实现流程，换了一种语法实现出来，会加深对 Go 标准库的理解。 所以欢迎感兴趣的朋友向 `GScript` 贡献标准库，由于我个人精力有限，实现过程中可能会发现缺少某些内置函数或数据结构，这也没关系，反馈 `issue` 后我会尽快处理。 > 由于目前 `GScript` 还不支持包管理，所以新增的函数可以创建 `Class` 来实现，后续支持包或者是 `namespace` 之后直接将该 `Class` 迁移过去即可。 --- 本文相关资源链接 - GScript 源码：[https://github.com/crossoverJie/gscript](https://github.com/crossoverJie/gscript) - Playground 源码：[https://github.com/crossoverJie/gscript-homepage](https://github.com/crossoverJie/gscript-homepage) - GScript Docker地址：[https://hub.docker.com/r/crossoverjie/gscript](https://hub.docker.com/r/crossoverjie/gscript)