Факты о провайдерах типов F#
На прошлой неделе мы с товарищами из русскоязычного сообщества F#-программистов активно пытались помочь Дону Сайму с портированием провайдеров типов (type providers) F# на платформу .NET Core. В итоге вся наша помощь в основном вылилась в моральную поддержку и обсуждение некоторых деталей, а всю основную работу Дон сделал сам.
В процессе обсуждения вопроса я узнал много нового о провайдерах типов, чем по просьбам трудящихся спешу поделиться с сообществом. Подборка фактов достаточно разнородная, но, возможно, она поможет читателю чуть лучше сориентироваться в мире провайдеров типов F#.
Провайдеры типов — это механизм, который реализуется двумя частями: одна живёт в компиляторе, а вторая живёт в Type Provider SDK (который нужно подключать ко всем создаваемым провайдерам). Можно писать провайдеры, не пользуясь SDK, но это (кажется) сложнее.
Существуют т. н. generative и erased-провайдеры. Generative-провайдеры создают настоящие типы, которые потом можно увидеть и из других языков, если подключить к ним F#-сборку. Erased-провайдеры ближе к макросам, поскольку сгенерированные типы и методы заменяются в итоговой сборке на код, который находится внутри них — можно сказать, что они сразу инлайнятся.
По словам Дона Сайма, изначально провайдеры типов создавались как межъязыковой механизм. Generative-провайдеры появились для того, чтобы код можно было генерировать на других языках, и отдавать нашему компилятору готовые сборки.
API для generative- и erased-провайдеров почти не различается — основные различия в поведении регулируется одним флагом, который передаётся при создании провайдера.
Чтобы написать свой провайдер типов, нужно включить в проект несколько файлов из Type Provider SDK. Не подключить библиотеку, а именно включить файлы — например, скопировав их. Это поначалу кажется весьма неаккуратным, но было сделано специально чтобы не добавлять DLL-зависимостей в провайдеры. На практике больших проблем не вызывает, поскольку народ делает это достаточно аккуратно (например, с помощью Paket), так что копипаста не процветает.
Generative-провайдеры во время своего выполнения создают настоящую .NET-сборку (которая включает в себя только сгенерированные типы), и отдают массив байтов этой сборки компилятору. Компилятор на своей стороне разбирает эту сборку и копирует типы из неё в результирующий код (который будет включать в себя как сгенерированные типы, так и пользовательский код, к которому этот тайп-провайдер был подключен). Долгое время это создавало проблемы для работы generative-провайдеров в окружениях, в которых нельзя сохранять сгенерированные сборки (.NET Core), и только недавно Дон Сайм перенёс часть кода из компилятора в Type Provider SDK, чтобы окончательно решить эту проблему. В ближайшее время у нас начнут работать все провайдеры под .NET Core.