Scala语言学习路线

这是一篇为公司内部”scala热情workshop”活动准备的文章，面向Scala初学者，目的在于帮助大家能尽早就建立起对Scala的整体认识，少走弯路。当然由于水平有限，有些地方可能不准确，不过如果能促进大家多思考多求证，也算达到了目的。

我最开始接触Scala到现在竟然已经过了4年半了。想到自己现在的scala水平，还处于入门后刚有点感觉的状态，感觉十分的惭愧。这四年多，一直断断续续的学习，中间多次放弃又多次拿起，就像是一本厚书，每次都是从头看了几十页便放下，多次之后，看到的还是前几十页。

我之前的学习完全是自学，靠自己摸索，在没有人指导的情况下，走了很多弯路。其中最大的阻碍，有两点：

自己在编程方面的知识储备不够，太多的东西需要现学，有时候甚至意识不到自己该学
对scala的定位和认识不清楚，常常在错误的方向上努力直到最后撞墙，而一些重要的知识却总在回避，导致学习过程特别的痛苦

所以我想把其中一些重要的东西记录下来，让和我一样正在学习scala的同学能多一些思考，少走一些弯路。

刚接触Scala的同学，看到的基本上都是一些宣传性的文章，也因此对它有一些不太正确的观点。
Scala很简单，Scala=Java+语法糖
在Scala群里，经常看到一些初学者在聊天的时候，说Scala不过是给Java增加了一些语法糖，让我们写代码的时候可以方便一些而已。他们很喜欢这些语法糖，因为写出来的代码看起来不像Java那么繁琐。在经过一两周的学习以后，他们认为自己已经掌握了Scala，觉得它很简单，于是跑到别的群里吹嘘，忽悠更多的人来学Scala。
的确，Scala中有一些东西看起来的确很简单，只需要把<<scala编程>>或者<<快学Scala>>这样的书大概翻过一遍，就差不多能用了。比如：
分号可选
多行字符串
val
object
trait
pattern matching
类型推断
map/filter/flatMap
for表达式
implicit

看起来，学习Scala就像爬楼梯一样，哪有什么学习曲线？

当我们基本掌握上面那些知识点之后，也许一些基本的Scala开发还能勉强胜任，但是我们很快就会发现很多别人写的Scala代码我们看不懂，别人讨论的Scala知识我们也看不懂，我们只是在把Scala当Java用。为什么？
因为那些真正让Scala具有吸引力、有难度的地方不在上面。比如：
类型系统
函数式编程
Monad

也许是因为那些书面向的都是初学者，在这些方面都讲得比较简略，点到即止。此时如果看<<Scala in Depth>>这本书，基本上很难看得下去。
当我们决定把这些都学会的时候，会惊讶的发现，难度变成了这样：

因为我们会发现，自己缺少了太多的背景知识，需要先补很多东西，甚至学一门别的函数式语言之后，才能回来学Scala。
Groovy创始人曾经说过：如果Scala早点出来，我就不会搞groovy了

不太清楚Groovy的创始人在什么场合说了这句开玩笑的话，但有些人就信以为真，经常在群里喊：都来学Scala吧，还学什么groovy啊，你没听说那谁都这么说了。
然而对这两种语言有所了解的人都知道，这两门语言就没什么可比性。
Scala是一门静态类型，结合了面向对象和函数式的，拥有强大的类型系统的语言。而Groovy是一门同时提供了动态类型和静态类型，基本兼容Java语法的语言。
这两者的特性、适合场景都不一样。
Java中能做到的事，Scala都能做并且做的更好
通过各种资料介绍，我们感觉scala比Java要强大的多，有时候会认为，只要Java中能做到的事，在Scala中都能做并且做的更好。
也许很多情况下是这样，但是有时候不是，比如类似ORM这样的库。
在Java中，有hibernate或者跟它类似的，比如我最喜欢的 Ebean 。它们利用字节码操作，在背后为我们提供了很多增强的功能，让我们建好model再CRUD非常轻松。虽然它们在后面有一些看不到的魔术操作，但是可以让我们写出很干净简洁的代码。
然而这些库在scala中，要么用起来非常别扭，要么有一些奇怪的问题。而Scala原生的库，比如squeryl，slick等，都有“多利用类型系统，少做魔术”的追求，所以用起来总是不那么好用。
再举一个playframework的例子。曾经的playframework1是java版的，现在的playframework2用scala重写了，虽然名字相同，但是两者的风格有很大不同。play1有很多魔术，但是代码简洁、开发效率极高；而play2 typesafe了，对于普通网站的开发，它的开发效率大大降低了。
Scala和Java互操作很简单

Scala运行于JVM上，可以与Java互操作。我们甚至在同一个项目中，可以既有Java代码，又有scala代码。这是不是意味着，我们可以让项目中的一部分代码使用Java实现，另一部分使用Scala？
在理论上是可以的，并且在实际中，有的时候我们不得不这样。但是混用的过程还是比较痛苦的：
很多类，特别是集合类，Java与Scala各有一套，我们需要不停转换
Java与Scala类型系统不完全相同，有时候会遇到奇怪的编译错误
有些java库会对javabean的getter/setter进行字节码增强，而scala对这种风格支持不好
Scala的类名方法名，有可能在java中看起来很奇怪
过程式与函数式之间的风格冲突

 

所以我通常会采用纯java或者纯scala方案，除非很有必要，并且两者可以分离得很清楚，并且之间只用很少的接口进行交互。
Java里有一些很好的库想在scala使用，人们通常都会先写一个wrapper，在外面包上一层scala接口。但是如果包的不好，用起来也是非常麻烦，不如不用，比如: http://scalafx.io
Java程序员学习Scala最容易

初看起来Scala的语法跟Java比较像，对于Java程序员比较友好，所以很多人认为Java程序员学习Scala最容易。然而对于Java程序员来说，如果以前没有接触过函数式编程，对于类型系统了解不多的话，到后期会面临巨大的压力，因为有太多与函数式及类型系统相关的概念需要学习，而这往往不是短期内就能掌握的。甚至有可能为了学习scala而中途专门去学习另一门函数式语言（如haskell, lisp等），掌握了那些概念后，再回来看scala。
Scala是一门过程式与函数式结合的语言，Scala代码中，过程式的代码经常与函数式代码混在一起，所以利用它来学习，常常会让人迷惑。而且在scala资料中，专门讲函数式知识的并不多。而像Hashell这样的纯函数式语言，几乎所有的资料都会讲到函数式编程里的各种概念，更加利于学习。
所以Scala对于从函数式语言的程序员来说，可能学习曲线更小一些。
函数式很简单

 

对于像我这样的Java程序员来说，函数式编程是一个很神秘的话题。从前以为，像Java/C这样的过程式语言的编程方式，就是全部，想不出除此之外还能有什么编程方式。所以对于“函数式”，我们往往通过一两个简单的定义会想像，然后得到“函数式编程”很简单的结论。
比如，关于函数式编程，有人说它有两个重要的特点：
追求不变性和无副作用
函数作为一等公民，它可以当作值一样定义、传递

然后我们想，我已经做到了尽量用val不用var，也不在方法里中做一些有副作用的操作，比如打印输出。然后，我还喜欢用那些好用的map之类的函数，直接写一个匿名函数给它，这不是符合了第二条吗？这样看来，函数式编程好像很简单啊。
这种想法，就跟我们会用class定义类了，然后就说自己会“面向对象”了一样。
由于我也刚刚开始学习函数式编程，没法给出准确的描述，只能大概说一些：在纯函数式编程中不能使用像 for
循环这样的语法，也不能给一个变量重新赋值，所以它解决问题的思路跟我们在过程式语言中做的，有很大不同。比如递归的大量使用，比如函数的组合，比如monad的概念，很多都是我之前从来没有见过的。在学习一门纯函数式语言的过程中，我们会发现以前的编程经验用不上了，经常有种寸步难行、有力无处使的感觉。而且会经常遇到各种数学相关的概念，还得不断补数学知识。
从一门过程式语言转向另一门过程式语言很快，可能要熟悉的就是语法、类库、一些最佳实践等，一两周可能就差不多了。但是从一门过程式语言转向一门函数式语言，可能要花几个月的时间。前者像是搬到了新城市，后者像是移民到了新国家。
（这一块要等我掌握了一门函数式语言之后再来补充）
Scala的DSL很强大

由于Scala强大的类型系统和它的语法支持，我们可以设计出强大的类型安全的DSL。
比如像scalatest这样的库，可以让我们这样写：
list should have length 3

这样看起来像是一句普通英语。
但Scala的DSL有两点需要注意：
它的特点是类型安全。如果以表达能力看，它比动态语言要弱要难看。可以通过查看sbt和gradle的构建文件来获取直观感受
对类型系统方面的能力要求高。以scalatest为例，如果没有熟悉、深刻地掌握scala类型系统，很难设计出来这样的DSL。而在动态语言中就没有这个门槛

所以个人感觉，scala中DSL的“强大”主要体现在类型方面，而在表达能力和易读性方面，可能要弱于其它一些语言。
类型系统我们不用学
Scala中的类型系统很强大，也很复杂，对于初学者来说是一个难点。记得以前看到有人说，普通的程序员?不需要掌握它们，只有类库的设计者需要掌握。
但是实际情况是，如果不能尽早的掌握足够的类型系统知识，在使用Scala时我们几乎寸步难行。我们在编译Scala代码时，遇到的最多错误就是各种类型不匹配，如果不熟悉的话，可能要卡几个小时都解决不了。
所以在最开始学习的时候，就不能回避它。也许我们的目的不是设计出一个类型很复杂的类库，我们也要能做到看得懂复杂一点的方法签名，解决常见的类型编译错误。
我公司有个新项目，我想用Scala，边学边用
很多人低估了Scala的学习难度，甚至刚开始学习时，便打算在公司的新项目上使用。或者在自己也没有熟练掌握的情况下，便向团队中强推Scala，这种做法是十分危险的。
Scala中关于函数式与类型系统方面的知识，对团队成员的要求比较高。如果是一个在这些方面不熟悉的团队，想在短期内掌握并且用好它们，基本上是一件不可能的任务。
另外，Scala的IDE支持、资料文档、生态圈等，相对于Java这种成熟的语言还比较弱，这对于新人也是一个比较大的障碍。
我觉得，只有当团队中已经有对Scala熟练的人，团队成员学习能力较强，并预留了大量学习时间的情况下，才可以尝试使用Scala来做项目。

为什么要学Scala

有不少人问过我这个问题：你为什么要学习Scala?
在最开始，我也是被各种宣传忽悠了，以为Scala是一门简单的，对Java有很多改进的，甚至可能很快就成为下一代Java的语言。当时正打算做一个网站，于是就用它边学边做。几个月后，实在无法忍受它的编译速度、各种类库的缺失、以及各种各样的编译错误，放弃了它。
但是当时创建的那个Scala群里，却有非常好的交流氛围。很多人由于对Scala很有兴趣，在群里讨论各种新鲜好玩的技术，让我大开眼界，发现Java原来只是一个小世界。另外在群里认识了杨云，也因此加入了TW，现在他是我的sponsor。
来到我们公司之后，居然有两次参与Scala项目的机会。发现我们的客户居然都喜欢用Scala，西安办公室里也有越来越多的人主动或者被迫学习Scala。由于现在有了更多学习的时间，所以我又把它捡了起来，同时惊喜地发现之前一直没搞懂的问题，现在竟然差不多理解了。
我认为我现在学习Scala的原因是：它为我打开了编程世界的一扇门，让我看到了与之前完全不同的世界。通过对它的学习，我可以强迫自己学习更多编程知识，提高自己的能力，从而有机会跟更多牛人交流。另外，我个人也看好Scala的未来，所以认为越早掌握它对自己越有利。
Scala学习路线
结合我自己的学习经历，我把Scala的学习按难度分成了几块。每一块的难度侧重点相对独立，需要一段时间的专门学习。
第一块：语法糖
第一块是学习Scala的各种基本特性，比如object, trait, pattern matching等，这些知识对于一个熟练的Java程序员来说，没有太大难度。看完一本Scala书，或者参与一个不太复杂的Scala项目，基本上就可以到达。
推荐书籍： << Scala编程>> 或者 <<快学Scala>>
文章：Daily Scala: http://daily-scala.blogspot.com/
开源项目： https://github.com/inca/circumflex/tree/master/web
Circum-web是一个比较简单的scala mvc框架，代码简单、注释丰富。由于它没有用到多少函数式风格的代码，对于初学者来说，还是比较容易上手的。虽然现在用它的人不多，但不失为一个很好的学习资源。同时它还有circum-orm等项目，也可以用来学习。
第二块：类型系统
此时最困扰我们的，应该就是各种各样类型相关的编译错误，以及一些复杂难懂的类型声明。
特别是这几个方面：
路径依赖类型
非变，协变，逆变
Type class
高阶类型等

推荐书籍： <<Scala in Depth>>

博客文章：
http://hongjiang.info/scala/ 中有关类型系统的文章
http://apocalisp.wordpress.com/2010/06/08/type-level-programming-in-scala/

参考语言：Haskell中的类型系统
第三块：函数式
这一块的目标就是搞懂monad，以及各种函数式编程中提到的概念。这里可能要结合其它函数式语言学习。
推荐书籍： <<Scala in Depth>>
<<functional programming in scala>>

推荐博客：
http://hongjiang.info/scala/ 中关于monad的文章
Manods are elephants系列: http://james-iry.blogspot.com/2007/09/monads-are-elephants-part-1.html
论面向组合子程序设计方法: http://www.blogjava.net/ajoo/category/6968.html
Learning scalaz: http://eed3si9n.com/learning-scalaz/

推荐库：scalaz
推荐语言：Haskell
第四块：生态
前三块基本上都是语言层面，这一块是库，比如一些我们经常用到的，或者scala中一些很有名的库：
构建工具: sbt
scalatest/specs2
scalaz
akka
spark

这里要根据项目和兴趣进行选择。
第五块：其它
Scala中的一些其它特性，比如:
Dynamic: http://stackoverflow.com/questions/15799811/how-does-type-dynamic-work-and-how-to-use-it
macro
scala.js, jsscala