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clojure.adoc

File metadata and controls

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Clojure 소개

1. Why Clojure?

  • 궁극적으로 생산성을 향상시켜 준다 → 개발 기간과 비용을 줄여준다.

  • Consumer Reports 실제 사례
    Consumer Reports에서 Clojure와 Datomic을 결합해 프로그램을 개발한 결과, 수주에서 수개월에 걸리던 작업을 며칠 만에, 팀 단위로 행해졌던 작업이 한두 명의 개발자로도 개발이 가능해졌다는 내용

    Clojure   <-->   Datomic   <-->  DB
                                ----
                                 SQL DB (Oracle, MySQL, ...)
                                 DynamoDB
                                 Cassandra
                                 Riak
                                 Couchbase
                                 Infinispan

  • Code Length Measured in 14 Languages (http://blog.wolfram.com/2012/11/14/)

    languages

2. Clojure의 특징

2.1. 동적 타입 언어

  • 개발 속도 향상

  • type-checking 라이브러리 이용 가능

    • core.typed: compile-time checking (type)

    • schema: run-time checking (type + value)

  • 제공되는 자료형의 수가 적다

    It is better to have 100 functions operate on one data structure than 10 functions on 10 data structures.

    — Alan J. Perlis 
    Clojure Data Types
|-- Immutables (= Values)
|   |-- Simple values
|   |   |-- Integers
|   |   |-- Floating point numbers
|   |   |-- Ratios
|   |   |-- Strings
|   |   |-- Characters
|   |   |-- Symbols
|   |   |-- Keywords
|   |   |-- Booleans
|   |   `-- nil
|   |-- Collections
|   |    |-- Lists
|   |    |-- Vectors
|   |    |-- Maps
|   |    `-- Sets
|   `-- Functions
`-- Mutables (= References)
    |-- Identities
    |   |-- Atoms
    |   |-- Refs
    |   `-- Agents
    |-- Vars
    `-- Java Objects

    • 인터페이스의 단순화: 함수의 조합이 용이

    • clojure.core의 함수 + 매크로 = 577개
      cf) Java 8 rt.jar에서 제공되는 클래스 수: 4240개

    • Small is beautiful.

2.2. Immutable 자료형을 기본으로 하는 함수형 언어

2.2.1. 함수형 언어 등장의 이유

전 세계적으로 현재의 소프트웨어 업계가 직면한 가장 큰 현안

  개발 비용의 증가 <- 개발 기간의 증가 <- 버그의 증가 <- 프로그램의 복잡도 증가

  • 소프트웨어의 복잡도를 제거하는 것이 최대의 해결 과제이다. 그런데 우리나라 업계는 이 복잡성을 당연한 것으로 받아들이는 경향이 있다.

  • 필연적(본질적) 복잡성은 제거할 수 없지만, 우연적(불필요한) 복잡성은 제거할 수 있다.
    예) 메모리 관리의 자동화 (Garbage Collection), 포인터 연산의 제거

  • Immutable 자료형을 기본으로 하는 함수형 언어는 바로 이 우연적 복잡성을 제거하는 것을 목표로 등장했다.

2.2.2. Clojure의 immutable 자료형

  • 상태(state)를 공유하지 않게 된다.

    • 상태의 공유 최소화 → 복잡성의 최소화 → 개발 시간/비용의 최소화

    • 함수 간의 의존성 제거 → 함수의 조합이 용이 → 개발의 단순화

    • 프로그래밍 단위

      • 객체지향에서는 클래스 단위: 클래스 내 메소드들은 멤버 변수의 공유로 인해 상호 의존적

      • 함수형 언어에서는 함수 단위

  • 병행(Concurrency) 처리에 유리: 멀티 코어 시대의 필연적 요구사항

  • Persistence(존속) 데이터 구조를 이용: 기존의 데이터를 재활용하는 방식

2.2.3. List Persistence

(def a (list 1 2 3))
list 1
리스트 요소의 추가
(def b (conj a 0))

b   ; => (0 1 2 3)
a   ; => (1 2 3)
list 2
리스트 요소의 삭제
(def c (rest a))

c   ; => (2 3)
a   ; => (1 2 3)
list 3

2.2.4. Map Persistence

(def a {:a 5 :b 6 :c 7 :d 8})
map 1
map 요소의 변경
(def b (assoc a :c 0))

b   ; => {:a 5, :b 6, :c 0, :d 8}
a   ; => {:a 5, :b 6, :c 7, :d 8}
map 2
map 요소의 삭제
(def c (dissoc a :d))

c   ; => {:a 5, :b 6, :c 7}
a   ; => {:a 5, :b 6, :c 7, :d 8}
map 3

map 자료형은 실제로는 32진 B-tree(Balanced Tree)로 구현되어 있고, 하나의 map이 수용 가능한 최대 요소의 수가 \(2^{32}\)개이므로

\[32^6 < 2^{32} < 32^7\]

아무리 깊어도 7단계 중첩이어서 검색 속도가 아주 빠르고, 메모리 낭비도 없다.

3. 멀티 스레딩의 자동화

  • 멀티 스레딩 프로그래밍의 어려움 해결

  • Garbage Collection의 등장으로 프로그래머의 메모리 직접 관리의 부담에서 해방되었듯이, STM(Software Transaction Memory)의 등장으로 멀리 스레딩 프로그래밍으로부터의 부담에서 해방

  • Clojure의 atom, ref, agent를 이용해 멀티 코어 시대에 효과적으로 대응할 수 있다.

4. JVM 상의 모든 라이브러리 이용

  • 신생 언어가 겪는 가장 큰 문제점(라이브러리 부족) 해결(ClojureCLR, ClojureScript)
    Clojure 라이브러리들 중 상당수가 Java 라이브러리를 wrapping한 것.

  • Java Interop을 통해 쉽게 자바 코드 호출: 단순히 Java Interop 기능을 이용해, Java 코드를 Clojure 코드로 바꾸어도, 소스 코드의 크기가 상당히 줄어든다.

  • 자바의 모든 기능과 라이브러리들을 이용할 수 있다.

5. 리습 언어

  • 강력한 매크로 프로그래밍이 가능하다.

  • 매크로 프로그래밍에 관해서는 게임 프로그램 부분에서 설명