Funktionale Programmierung, Konferenzvorträge und Fachartikel im Gespräch mit Gregor Trefs sind das Thema der einhundertsechsten Episode des Anwendungsentwickler-Podcasts.
Inhalt
Folgende Fragen gehen wir im Verlaufe des Interviews durch.
Allgemeines zur Person
Wie ist dein Name und wo arbeitest du?
Gregor Trefs, 31 Jahre alt
Momentan bin ich freiberuflich unterwegs
Themen: Java und Security
Wie bist du zur Informatik bzw. Softwareentwicklung gekommen?
Computer fand ich interessant
Erster Rechner: 486
Erstes Programm mit 12 Jahren geschrieben: Text-Adventure in Basic
Viel Macromedia Flash: ActionScript 2 (ECMA Script Derivat)
Mit 16 auf ein technisches Gymnasium gegangen
Software und Hardware
Design
Hauptsächlich Java
Welche Ausbildung bzw. Studium im Bereich der Informatik hast du absolviert?
Studium Wirtschaftsinformatik
Viel Abwechslung
Nie das Interesse verloren
Tutorentätigkeit in Softwaretechnik
Masterarbeit im Bereich künstliche Intelligenz
Semantic Web Technolgies
Hadoop
Mit welcher Programmiersprache arbeitest du im Alltag?
Hauptsächlich Java
Nebenbei Kotlin und Scala
Lieblingsprogrammiersprache
Klar man arbeitet mit manchen Sprachen lieber als mit anderen.
Jedoch ist das nicht einfach
Immer eine Frage wie vertraut man mit der Sprache ist
Faszinierend finde ich Scala
Sehr viel dabei
Stichwort: Typelevel Programming
Jedoch: Steile Lernkurve und manchmal eine Sytax zum Wegrennen
Auch sehr wissenschaftlich orientiert
Forschungssprache etc.
Compiler finde ich toll
Tolle Inferenz
Hier möchte ich noch mehr lernen
Praktikabel finde ich Kotlin
Kompatibel mit Java und der Compiler hilft mehr
Typinferenz val/var etc.
Nulltypes ist interessant
Kein Fan der Lamdba-Syntax, da geschweifte Klammer für mich zu überladen wirkt
Geht schnell voran
Coroutines sehen toll aus
Bessere Abstraktion für parallele Programmierung im Vergleich mit Java
JavaScript
Ich möchte mal wirklich was Nettes mit machen
Leider nie wirklich die Zeit gefunden
Ich finde Flow Types toll und auch normale Linter
JSON in Javascript fühlt sich einfach besser an
Haskell
Verdreht einem den Kopf ;-)
Gut zum Lernen von FP
Verständnis für Equational Reasoning steigt
Angst vor Monaden wird genommen, da Monaden einen klaren Zweck erfüllen
Bspw. pure functional IO -> IO Monade
Nie produktiv eingesetzt
Java
Kenne ich am besten
Entdecke doch immer was Neues (z.B. java.nio)
Lambda-Syntax sehr angenehm
Leider etwas komplexes Typsystem
Referenz- vs. primitive Typen
Type Erasure
Sehr große Community
Funktionale Programmierung
Wie würdest du die funktionale Programmierung (FP) einem Einsteiger erklären?
FP ist ein Programmierparadigma
Eine bestimmte Ansicht wie ein Computerprogramm gestaltet wird
Grundlegendes Element: Funktion
Es basiert auf dem Lambda-Kalkül von Alonzo Church
Formale Sprache zur Untersuchung von Funktionen
Formal: Grammatik und Alphabet unwidersprüchlich durch Mathematik ausgedrückt
Beschreibt Umwandlungsregeln wie Funktionen bspw. auf Argumente angewendet werden
Verzicht auf die Änderung eines globalen Zustands
Unterschied zu imperativ: Zustandsänderung durch Imperative
Erleichtert semantische Analyse
Bedeutung? Ersetze Funktionen rekursiv durch ihren Rückgabewert
Form der Auswertung: Subsitutionsmodell
Problem: I/O
Im Lambda-Calculus geht es um die Anwendung von Umformungsregeln auf Lambda-Ausdrücken bis keine Regel mehr anwendbar ist
Wenn wir aber nur Umformungsregeln haben, wie modellieren wir dann Input und Output und bleiben dem Lambda-Kalkül treu?
Anders gefragt, wie bleibt eine funktionale Sprache mit I/O pur?
Verschiedene Lösungen
Prozeduren kümmern sich um Input und Output und "füttern" einen funktionelen Kern
Beschreibung des Effektes mit puren Funktionen welche dann mit einem Interpreter ausgeführt werden (Stichwort: Monaden)
Seiteneffekte am Rand der Applikation und wohldefiniert
Ohne Angst an die Materie herangehen und Verständnisfehler akzeptieren
Welche wichtigen Konzepte zeichnen die FP aus?
Einfaches Nachvollziehen von Verhalten (Substitutionsmodell)
Trennung von Beschreibung und eigentlicher Ausführung
Kein geteilter globaler Zustand
Komposition von Funktionen
Funktionen höherer Ordnung
Klare Trennung von Verantwortlichkeiten
Implizite Informationen können explizit modelliert werden
FP ist ja eigentlich schon uralt! Warum sollte man sich heute (wieder) damit beschäftigen?
Neues Paradigma: Neue Lösungen für alte Probleme
Mehrkern-Prozessoren: Funktionen auf je einem Kern ausführen
Vgl. John Carmack: "My pragmatic summary: A large fraction of the flaws in software development are due to programmers not fully understanding all the possible states their code may execute in. In a multithreaded environment, the lack of understanding and the resulting problems are greatly amplified, almost to the point of panic if you are paying attention. Programming in a functional style makes the state presented to your code explicit, which makes it much easier to reason about, and, in a completely pure system, makes thread race conditions impossible."
Spaß
Welche Vorteile hat FP gegenüber der Objektorientierung (OO)?
Meine Meinung
Keine Seiteneffekte, dadurch einfacheres Nachvollziehen
Funktionen sind per se kompositionierbar
Keine Seiteneffekte, dadurch bessere Testbarkeit
Input -> Output
Funktionen in einem Kontext ausführen
Beispiel: Transaktionen
Imperativ: begin -> code -> end
Funktional: Transaction(f) map(g) flatMap(Transaction(h)) run
Man arbeitet mit Werten
Einmal erstellt ändern sich diese nicht
Gegenargumente
Mit OOP lassen sich Klassen modellieren, die einer Funktion ähneln
Specification Pattern: Create Specification and run against Candidate
Veränderbare Strukturen dominant in Java
Immutables keine Alternative: Speicher
Lösung: Purely functional data structures (siehe vavr)
Immutable: Keine Änderung -> neue Instanz, jedoch Structural Sharing
Persistent: Alte Struktur bleibt erhalten
Wie schwer fiel/fällt dir der Wechsel zwischen FP und OOP?
Ökonomische Sicht: Solange FP bis Kosten größer als anderes Paradigma
Sprache?
FP Wissen?
Am Anfang eine riesen Lernkurve
Viele Konzepte, die erst verstanden werden müssen und eingeordnet
Historische Recherche hat mir auch ein bisschen dabei geholfen
Ich kann nicht alles in FP
Das FP gibt es auch nicht
Bspw. sind LISP und Clojure untypisiert
OCAML und Haskell stark typisiert
Ähnlicher Kampf wie bspw. JavaScript vs. Java
Aber auch Scala vs. Java
Ziel: Produktiv arbeiten. Code der unseren Ansprüchen genügt.
Ich benutze FP da, wo es Sinn macht und soweit mein Verständnis mich trägt
Nutzt du im Alltag nur Konzepte der FP in OO-Sprachen oder rein funktionale Sprachen?
Primäre Sprache: Java
Java ist keine funktionale Sprache
Die Bedeutung eines Java-Programs ist definiert durch das Memory Model
Das Memory Model regelt, wie Threads durch Speicher miteinander kommunizieren
D.h. per se gibt es shared mutable state
Jedoch funktionale Konzepte
Unveränderliche Werte
Funktionen benutzen
Monaden
Combinatoren
Ich nutze Kotlin und Java
Magst du persönlich lieber FP, OO oder eine Kombination aus beiden und warum?
Mir gefällt die Idee von FP besser
OOP hatte ein paar Versprechen die nicht ganz eingehalten wurden
siehe lambdafy
Code Reuse: Compose functions
Wie können auch unerfahrene Entwickler mit FP beginnen?
Code-Katas: Probleme mit Funktionen lösen
Online Kurse: Coursera, EDX, etc.
Bücher: Learn you a Haskell for a greater good (Miran Lipovaca) Functional Programming in Scala (Paul Chiusano, Rúnar Bjarnason)
Vorträge auf Konferenzen
Worum ging es in deinem Vortrag auf der JavaLand?
Es ging um das Combinator Pattern in Java 8
Wie kam es zu deinem Vortag auf der Javaland?
Ich war letztes Jahr auf der Javaland und habe Leute auf dem Newcomer-Track gesehen
Ich fand das toll. Stellenweise besser als die "Etablierten"
Da war mir klar: Das willst du machen.
Was ist der Newcomer-Track und wie wurdest du betreut?
Die JavaLand möchte den Nachwuchs förden
In diesem Rahmen gibt es den Newcomer-Track
Leute, die zuvor nicht auf einer Konferenz gesprochen haben
Man meldet sich mit Thema und Mentor an
Der Track geht über beide Konferenztage hinweg
Ich habe mich mit meinem Thema beworben und mit Johannes Link als Mentor
Falls man keinen Mentor angibt, bekommt man einen zugeteilt
Johannes kenne ich schon seit ca. 2-3 Jahren
Er hat in Heidelberg ein Code Dojo für Kinder veranstaltet und ich war mit dabei als Mentor
An das Mentoring bin ich über Walery Strauch gekommen, einer unserer Mitorganisatoren
Um ehrlich zu sein, wusste ich beim Kennenlernen nicht, dass er recht bekannt ist und ein Fachbuch über TDD geschrieben hat
Hier auch mal Grüße an euch Johannes und Walery :-)
Wie hast du das Thema deines Vortrags gefunden?
Ich hatte etwas mit FP in Java eingereicht
Artem Kozlov und ich hatten bereits bei der majug einen ähnlichen Vortrag gehalten
Nach dem ersten Treffen mit Johannes war klar, dass das viel zu weit gegriffen ist
Wir haben uns dann zusammen auf das Thema Combinator Pattern in Java 8 festgelegt
Wie hast du dich auf deinen Vortrag vorbereitet?
Johannes und ich haben uns ein paar mal getroffen. Oft im Cafe, aber auch bei mir zu Hause.
Thema schärfen
Abstract: Leute ansprechen und die Erwartungen genau beschreibt
Welches Publikum will ich ansprechen? Was für Voraussetzungen erwarte ich vom Publikum?
Danach ging es dann los.
Folien erstellt und mit Johannes ausgetauscht
Weiterhin hatte ich einen Probevortrag und Kommentare eingearbeitet
Ich möchte Mark Paluch nochmals für den Tipp mit dem Comparator-Typ danken
Dieser nutzt Combinator
Am Ende war der Foliensatz da und ich war glücklich :-)
Inzwischen finde ich Google Docs da ganz angenehm
Was hast du selbst durch den Vortrag gelernt?
Nicht so viel Aufregug :-) Alles halb so schlimm
Haltung, Haltung, Haltung
In einem Foto sitze ich mit dem Schultern nach vorne und mache einen recht beklemmten Eindruck
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