仓颉编程语言来了-仓颉编程语言白皮书

随着万物互联以及智能时代的到来，软件的形态将发生巨大的变化。一方面，移动应用和移动互联网领域仍然强力驱动人机交互、设备协同、智能化、安全性等方向的创新，另一方面人工智能也同样驱动软件朝智能化、端边云协同等方向演进。新技术、新场景下应用软件的开发对编程语言提出了新的诉求和挑战。

仓颉编程语言作为一款面向全场景应用开发的现代编程语言，通过现代语言特性的集成、全方位的编译优化和运行时实现、以及开箱即用的IDE工具链支持，为开发者打造友好开发体验和卓越程序性能。其具体特性表现为：

高效编程：面向应用开发，我们希望语言能够易学易用，降低开发者入门门槛和开发过程中的心智负担，支持各种常见的开发范式和编程模式，让开发者简洁高效地表达各种业务逻辑。仓颉是一门多范式编程语言，支持函数式、命令式和面向对象等多种范式，包括值类型、类和接口、泛型、代数数据类型、模式匹配、以及高阶函数等特性。此外，仓颉还支持类型推断，能够降低开发者类型标注的负担；通过一系列简明高效的语法，能够减少冗余书写、提升开发效率；语言内置的各种语法糖和宏（macro）的能力，支持开发者基于仓颉快速开发领域专用语言（DSL），构建领域抽象。

安全可靠：作为现代编程语言，仓颉追求编码即安全，通过静态类型系统和自动内存管理，确保程序的类型安全和null safety等内存安全；同时，仓颉还提供各种运行时检查，包括数组下标越界检查、类型转换检查、数值计算溢出检查、以及字符串编码合法性检查等，能够及时发现程序运行中的错误；此外，还通过代码扫描工具、混淆工具以及消毒器，进一步提供跨语言互操作安全和代码资产保护等支持。

轻松并发：并发和异步编程能够有效提高处理器利用率，并在交互式应用中确保程序的响应速度，是应用开发中必不可少的能力。仓颉语言实现了轻量化用户态线程和并发对象库，让高效并发变得轻松。

仓颉语言采用用户态线程模型，每个仓颉线程都是极其轻量级的执行实体，拥有独立的执行上下文但共享内存。对开发者来说，用户态线程的使用和传统的系统线程的使用方式保持一致，没有带来额外负担；而从运行态视角看，线程的管理由运行时完成，不依赖操作系统的线程管理，因此线程的创建、调度和销毁等操作更加高效，且资源占用比系统线程更少。为了避免数据竞争，仓颉语言提供了并发对象库，并发对象的方法是线程安全的，因此在多线程中调用这些方法和串行编程没有区别，应用逻辑的开发者无需额外关心并发管理。对于一些核心库，仓颉还提供了无锁或者细粒度锁的算法实现，能够进一步减少线程的阻塞，提升并发度。

卓越性能：仓颉编译器及运行时从全栈对编译进行优化，包括编译器前端基于CHIR（Cangjie HighLevel IR）高层编译优化（比如语义感知的循环优化、语义感知的后端协同优化等），基于后端的编译优化（比如：SLP向量化、Intrinsic优化、InlineCache、过程间指针优化、Barrier优化等），基于运行时的优化（比如轻量锁、分布式标记、并发Tracing优化等），一系列的优化让仓颉充分发挥处理器能力，为应用提供卓越的性能支持。另外仓颉语言对运行时进行原生的轻量化设计，通过对运行时模块化分层设计，定义仓颉公共对象模型和运行时公共基础组件，基于公共对象模型，实现运行时的内存管理、回栈、异常处理、跨语言调用等基础能力，大幅减少多个能力间的冗余对象设计，精简运行时体积。同时通过包的按需加载技术，减少仓颉应用启动的冗余包内存开销，因此对于资源敏感设备，占用资源更少，支持更友好。

除此之外，仓颉还支持面向应用开发的一系列工具链，包括语言服务（高亮、联想）、调试（跨语言调试、线程级可视化调试）、静态检查、性能分析、包管理、文档生成、Mock工具、测试框架、覆盖率工具、Fuzz工具以及智能辅助编程工具，进一步提升软件开发体验以及效率。以下我们将围绕上述几个方面介绍仓颉语言的主要特性，让读者能够快速了解仓颉语言的定位和主要技术特色。

链接：仓颉编程语言白皮书