为什么在开发一个产品或软件时使用多种编程语言？

Question

我是一个刚毕业的学生，打算开始我的计算机科学硕士课程。我遇到了多个真正吸引我的开源项目，并鼓励我为它们做出贡献(CloudStack、OpenStack、moby和Kubernetes等等)。我发现其中的一个共同点是使用多种编程语言(如Java + Python + Go或Python + C++ + Ruby)。我已经看过另一个问题，它涉及如何使多种编程语言相互通信：如何用两种不同的语言进行两种不同的程序交互？。

我想了解促使企业使用多种编程语言的需求。什么样的需求或需求类型使软件架构师或项目负责人说，“我建议我们对任务1使用X语言，对任务2使用Y语言”？我似乎无法理解为什么在同一个产品或软件中使用多种编程语言。

Answer 1

许多项目不是用多种编程语言构建的。然而，使用其他语言的脚本来辅助软件是很常见的。

• 作为单独程序的管理工具有时是用不同的语言编写的。
• 库和API经常为多种语言提供绑定，这样开发人员就可以使用他们喜欢的任何语言。
• 构建脚本和相关开发脚本通常使用专门语言。
• 应用程序的端到端测试不需要使用同一种语言。

有几个项目确实在应用程序中使用多种语言，例如，可以在脚本语言中集成插件的低级语言的核心。在某些生态系统(如JVM或.NET)中，所使用的精确语言并不太重要，因为同一语言运行库上的多个语言具有良好的互操作性。例如，我可以用Scala编写一个使用现有Java库的项目，并将脚本功能与Groovy集成起来。

如果一个项目由多个工具组成，这些工具也可以用不同的语言开发。虽然一致性很好，特别是对于开源项目来说，可用的开发工作可能是一个瓶颈。如果有人愿意开发一个有用的工具，但不熟悉主要语言，也许这个工具比一致性更有价值。

Answer 2

我可以举一个例子，一个已经运行了32年的编程项目，它似乎还有很多生命。它是商业的而不是开源的。

核心是用特定于领域的语言编写的，专门为项目创建。这证明非常有用，特别是因为它将回滚集成到基本体系结构中，但它编译成C代码，然后我们用平台的编译器编译C代码。在这段时间里，它支持了大约20个平台，不包括32位和64位的变化，目前有6个平台。

它有一个附加的，用C++编写的，它是在项目的一位前任负责人确信C++/MFC/Windows/x86将取代所有其他架构和平台时开始的，因此有必要提供C++工作，以便能够雇用工作人员。事情并没有象他预期的那样发生。

除了域语言和C++之外，开发人员使用LISP工作，LISP用于编写测试用例，使用嵌入在测试工具中的解释器。我们曾经考虑过用Java代替LISP，但幸运的是我们没有。

它还有一个用C#编写的主要API的包装器。这是在客户要求时完成的，这样他们就可以用C#重写他们的应用程序了。它是由Perl脚本创建的，它读取API的C头文件，加上一个重要的配置文件，并为包装器编写C#代码。用Perl做所有的文本处理要比在C++中做要容易。

它有自己的构建系统，并且需要它们，因为域语言不适合基于构建的系统。UNIX类平台的版本是用shell脚本、Perl和域语言中的一些小程序编写的。Windows平台是用批处理语言、Perl和域语言中相同的小程序编写的。旧的VMS构建系统是用DCL编写的，但已经有十多年没有使用过了。

在领域语言的编译器中有一些YACC/Bison编程。这里有一些用Objective++编写的苹果平台测试代码。团队的一些内部网站(用于项目管理，而不是交付品的一部分)是用ASP编写的，还有一些是用Perl编写的CGI脚本。

从根本上说，这是一个解决难题的项目，因此创建专门的工具是值得的，这些工具似乎仍然比任何其他可用的工具更适合这项工作。团队认为编程是一种在某种程度上独立于所使用的语言的技能，所以他们愿意使用一种新的语言，如果它能使任务变得更容易的话。然而，时尚并不是他们的首要任务之一，所以他们不会无缘无故地引入一种新的语言来分解一项任务。

这个代码的功能是数学建模，在工作站和服务器上使用(如果我不识别产品，我可以说得更自由一些)。目前约有2500万LoC，团队总数约为50人。

Answer 3

在某些情况下，您需要使用一个工具(例如OS的UI工具包)，它最容易从给定的语言中访问。例如，在iOS和macOS上，如果您想使用UIKit和AppKit编写GUI应用程序，用Swift或Objective编写是最快、最简单的方法。(可能有其他语言的绑定，但它们可能隐藏在您正在构建的最新OS版本中，因此可能不会提供所有功能。)

因此，通常情况下，当应用程序是跨平台的时候，应用程序的核心逻辑是用一种两种语言都可以访问的语言编写的，而UI/OS特定的部分则是用他们自己使用的任何语言编写的。

因此，如果要编写Windows和macOS应用程序，可以用C++编写核心逻辑，并在Windows上使用C#作为UI，在macOS上使用Swift实现UI。这可以节省时间，因为您不需要编写两次核心逻辑，也不需要处理两个应用程序中不同的错误集，但它也允许真正的本地用户界面，它不能满足平台间的最低公共分母，比如使用跨平台的UI库。