Scala

The name Scala comes from the word scalable, and true to that name, the Scala language is used to power busy websites and analyze huge data sets.

Scala特性：

高级语言：无需处理底层概念，如指针和内存管理；
面向对象和函数式编程：函数也能当成值来使用，定义匿名函数，支持高阶函数，允许嵌套多层函数；支持函数式和面向对象混合编程。
- Functions for the logic
- Objects for the modularity
静态类型（编译时检查），具有表达性强的类型系统（可自动推测类型，而无需为变量声明固定类型）；
Scala源代码被编译成Java字节码运行在Java虚拟机上，可以无缝与现有的Java类库交互。
并发性：Scala使用Actor作为其并发模型，Actor是类似线程的实体，通过邮箱发收消息。
应用：服务、大数据应用、浏览器（Scala.js）。

安装

使用系统软件仓库或安装包

不推荐：不能一次性安装所有工具。

Ubuntu (scala-2.11)

apt install scala  # 包括scalac、scala、fsc、scaladoc

安装sbt

echo "deb https://repo.scala-sbt.org/scalasbt/debian all main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/sbt.list
echo "deb https://repo.scala-sbt.org/scalasbt/debian /" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/sbt_old.list
curl -sL "https://keyserver.ubuntu.com/pks/lookup?op=get&search=0x2EE0EA64E40A89B84B2DF73499E82A75642AC823" | sudo apt-key add
sudo apt update && sudo apt install sbt

Windows

winget install scala
winget install sbt

Scala程序

脚本

// class definition similar to JAVA
object ExampleClass {   // object is singleton class
   def main(args: Array[String]) {
      println("Hello, world!") // 输出 Hello World
   }
}
@main def main(args:Array[String]) = {...}  // scala3

包

package com.runoob  // java package style
class HelloWorld

package com.runoob{ // c# Namespace style
	class HelloWorld    
}

导入依赖包：使用_代表包中所有可导入内容。

import java.util.*		
import org.apache.spark.sla._

import scala.jdk.CollectionConverters.*
val scalaList: Seq[Integer] = JavaClass.getJavaList().asScala.toSeq

流行的Scala库

Play Framework：Web应用服务；
Lagom：微服务架构；
Apache Spark：分布式大数据处理。
Scala.js：Web前端应用。
其他Scala应用。

方法和函数

Scala 方法是类的一部分，而函数是一个对象可以赋值给一个变量。

方法定义语法

方法声明中，可以选择指定参数类型、参数默认值、返回值类型。

def sum(x: Int, y: Int = 0)[: Int]= x + y  // expression style
@Transaction
@throws(classOf[IOException])
def methodName ([arg1:Int, arg2 Double])[: Double] = // method style
{
   statements
   return [expr]
}
def matchState(x): Int=x match{...} // methods with single match

公开方法需要声明返回类型，局部或私有方法可以省略返回类型声明（: Int）。

无返回值，则声明: Unit（类似于 void）。

类似于Java，可以声明标注（Annotations），包括抛出异常（Java使用关键字throws抛出异常）。

Map and Reduce

传递（匿名）函数对象作为map和reduce的参数。

val l = List(2, 5, 3, 6, 4, 7)
val sum = l.reduce((x, y) => x+y)
val sqrt = l.map(x => x*x)

模式匹配（switch-case）

def matchTest(x: Any): Any = x match {
      case 1 => "one"
      case "two" => 2
      case y: Int => "scala.Int"
      case _ => "many"
   }

正则表达式

import scala.util.matching.Regex

流程控制

条件

y = x match {
  case hd :: tail => hd + sum(tail)
  case Nil => 0
}

循环

for ( x <- iterable ){
  println(x)
}

异常处理

try {
    val f = new FileReader("input.txt")
} catch {
    case ex: FileNotFoundException =>{
        println("Missing file exception")
    }
    case ex: IOException => {
        println("IO Exception")
    }
} finally {
    println("Exiting finally...")
}

输入输出

Scala 进行文件写操作，直接用的都是 java中的 I/O 类（java.io.File)。

The Scala Programming Language.

Java的标准输入输出已经导入运行环境，可以直接调用函数如print、println，无需添加包名（System.out）。

开发环境

Coursier管理工具

Coursier命令行工具用于安装Scala应用程序和设置开发环境¹。

安装Coursier

==如果安装过程无法下载数据，首先检查网络状况，可能需要设置代理。==

Linux

CS_URL=https://github.com/coursier/launchers/raw/master/cs-x86_64-pc-linux.gz
curl -fL $CS_URL | gzip -d > cs && chmod +x cs && ./cs [options] setup [options]

将安装coursier(cs)到默认位置，以及安装以下全局命令行工具和JVM（安装过程会提示是否更新用户配置文件（.profile）中的环境变量，从而使相应工具全局可用）：

scala-cli, a convenient tool to compile / run / package Scala code
scala, the Scala REPL
scalac, the Scala compiler
sbt and sbtn, the sbt build tools
ammonite, an enhanced REPL for Scala
scalafmt, the Scala code formatter

安装完成后可移除下载的cs文件，使用安装版本的couriser/cs进行管理。

cs setup \
   --apps sbt-launcher,ammonite \ # 安装额外的命令行工具 
   --install-dir ~/.local/scala \ # 修改安装目录*
   --yes                          # 使用默认选项,取消交互

*：--install-dir仅适用于cs以及scala工具，不适用于JVM安装路径。

Windows

$Uri="https://github.com/coursier/launchers/raw/master/cs-x86_64-pc-win32.zip"
Invoke-WebRequest -Uri $Uri -OutFile "cs-x86_64-pc-win32.zip"
Expand-Archive -Path "cs-x86_64-pc-win32.zip"
.\cs-x86_64-pc-win32.exe setup
get-command cs  # 重新打开终端执行

安装完成后，将自动添加Coursier目录C:\Users\USER\AppData\Local\Coursier\data\bin到路径环境变量中（如果未添加，可手动添加；如果不需要全局启用，可通过PowerShell $Profile设置）。

$env:JAVA_HOME="C:\Users\gary\AppData\Local\Coursier\cache\arc\https\github.com\AdoptOpenJDK\openjdk8-binaries\releases\download\jdk8u292-b10\OpenJDK8U-jdk_x64_windows_hotspot_8u292b10.zip\jdk8u292-b10"
$env:PATH="$env:JAVA_HOME\bin;C:\tools\scala;$env:PATH"

配置Coursier

coursier网络代理配置

Coursier的JVM不会自动使用系统的代理配置，需要将代理配置通过Java选项传递给JVM。

coursier '-J-Dhttps.proxyHost=127.0.0.1' '-J-Dhttps.proxyPort=7890' [args] #*
sbt '-Dhttps.proxyHost=…' '-Dhttps.proxyPort=…' [args]  #**

传递给java.net.HttpURLConnection的代理属性，HTTP同理。

*：PowerShell会将-XX解释为PowerShell命令的选项，需要使用''将其视为普通参数传递。

**：在环境变量JAVA_OPTS中配置（仅适用于sbt，不适用于coursier）：
export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dhttp.proxyHost= -Dhttp.proxyPort= ..."

仓库配置

仓库列表：~/.sbt/repositories文件（不存在则手动创建）记录所有可用仓库列表。

[repositories]
local          
maven-central

模板配置文件：delta/repositories at master · delta-io/delta (github.com)

默认仓库为：

ivy2local：Ivy2本地仓库，位于~/.ivy2/local；
central：Maven中央仓库，即https://repo1.maven.org/maven2；

上述默认配置可通过环境变量COURSIER_REPOSITORIES修改（使用镜像仓库代替Maven中央仓库central）。或通过命令行选项-r,--repository指定额外仓库（可指定多次以包含多个仓库）。提供--no-default将不使用默认或通过环境变量配置的仓库。

export COURSIER_REPOSITORIES="ivy2Local|central|sonatype:releases|jitpack|http://"

sbt Reference Manual — Proxy Repositories sbt Configuration

sbt Reference Manual — sbt Launcher Configuration 3. Repositories Section

相应地，可在项目配置文件（优先级更高）中添加：

resolvers += "central" at "http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/"
externalResolvers :=
 Resolver.withDefaultResolvers(resolvers.value, mavenCentral = false)

镜像配置：sbt默认使用Maven中央仓库下载依赖，因此速度很慢。~/.config/coursier/mirror.properties（Linux）中配置代理转发规则（类似于Maven配置的mirrorOf）。

central.from=https://repo1.maven.org/maven2
central.to=https://mirrors.huaweicloud.com/repository/maven  #*

*：阿里云/163中央仓库镜像缺少部分Scala插件包，腾讯云下载文件可能校验和不一致，实测华为云镜像更新安装时不会报错。

该配置文件路径可通过COURSIER_MIRRORS环境变量或命令行选项-Dcoursier.mirrors=指定。

缓存路径

缓存用于存放不经常发生变化的依赖库，默认路径为~/.cache/coursier/v1（Linux），配置COURSIER_CACHE环境变量或coursier.cacheJava选项覆盖默认路径。

coursier使用的缓存路径：传递--cache选项覆盖上述配置；
sbt使用的缓存路径：其位置可在sbt交互环境中使用show csrCacheDirectory查看。通过或传递-Dsbt.coursier.home选项来更改缓存路径。

缓存声明周期：以-SNAPSHOT结尾的包、Maven元数据等具有缓存周期（TTL，默认为24小时）。

管理Scala命令行应用程序

cs install <app:version> --install-dir DIR  # -> cs setup --apps <app:version>
cs list|update|uninstall|search <app:version>

默认安装位置：~/.local/share/coursier/bin，可通过配置修改；需要将安装位置加入PATH以便通过命令名启动应用。环境变量COURSIER_BIN_DIR|COURSIER_INSTALL_DIR以及Java属性coursier.install.dir可覆盖上述默认位置（优先级由高到低）。==命令行选项--dir,--install-dir具有最高优先级==。

管理JVM

cs java --available                # 列出可用Java版本
cs java --installed                # 列出已安装Java版本
cs setup --jvm 11                  # 安装Java环境*
cs java --jvm 11 --env             # 输出设置Java环境变量的语句，可调用eval执行
cs java --jvm 11 [options] args... # 使用指定Java(不存在则自动下载安装)**
cs java --jvm VER --setup          # 设置默认Java版本
cs java-home [--jvm ver]...        # 显示指定环境的JAVA_HOME

cs会首先检查系统是否自带Java并尝试使用该版本；如果没有，则自动安装AdoptOpenJDK 1.8。通过--jvm指定的Java即使与自带版本相同（如1.8）还是会额外下载安装，如果版本仅指定数字，默认安装Adoptium发布的JDK（adoptium，与AdoptOpenJDK标识adopt不同）。安装后会提示是否更新环境变量，环境变量决定命令行工具依赖的Java版本。

如果使用指定版本Java执行命令时，该版本不存在，则cs会自动下载安装相应版本Java。

Adoptium OpenJDK是从GitHub下载，可能需要使用代理。

*：--jvm-dir（指定Java安装路径）不可用。JVM安装路径可通过COURSIER_JVM_CACHE或coursier.jvm.cacheJava系统属性设置。

启动Scala应用

install命令会将安装的应用存放在上述路径下，因此通过命令名启动应用程序则是最近安装的版本。

app [options] args...        # 启动默认版本

如果要启动其他版本，使用cs launch命令。

cs launch <app:version> [cs_options] -- [app_args...] # app未经安装则直接从仓库源拉取
# cs launch scala:2.12.15
cs launch org.scalameta::scalafmt-cli:2.4.2
   -M,--main-class                       # 如果指定的库找不到主类，可通过该选项指定
   -java-opt -Dfoo=bar --java-opt -Xmx2g # 传递Java参数给应用

应用程序支持接收Java运行时参数，如"-J-Xmx2g"；或通过环境变量设置，两种可混合使用。
export JAVA_OPTS="-Xmx2g -Dfoo=bar"

bootstrap将从指定的依赖库构造可执行的应用程序文件。

cs bootstrap org.scalameta::scalafmt-cli:2.4.2 -o scalafmt

bootstrap · Coursier (get-coursier.io)

配置应用程序通道

默认使用主通道，即io.get-coursier:apps。

cs install --contrib app  # io.get-coursier:apps-contrib*
           --channel <custom-channel>

*：app和io.get-coursier:apps-contrib是官方维护的仓库通道。

管理Maven依赖项

解析依赖项

cs resolve io.circe::circe-generic:0.12.3

下载依赖项

cs fetch io.circe::circe-generic:0.12.3
         --classpath    # 输出依赖包的CLASSPATH,而不是仅列出下载路径
         --source       # 下载源码包而非标准包
         --javadoc      # 下载文档而非标准包
         --default=true # 同时下载标准包

sbt     # 进入sbt交互环境
[~]run  # 使用"~"可在文件发生更改时自动重新执行, 输入exit退出
sbt run # 直接编译运行

{
    "metals.customRepositories": [
        "https://maven.aliyun.com/repository/central"
    ]
}

Learning Programming Book

模式匹配（switch-case）