Трилемма Святого Грааля типизации: почему нельзя всё сразу
Все мы знаем, что языки делятся на динамические и статические: Python или JS позволяют молниеносно прототипировать, но расплачиваться нестабильностью в продакшене приходится потом, тогда как C++, Java или C# требуют прописывать типы сразу, оплачивая монументальную надежность замедлением разработки.В 2006 году Джереми Сиек предложил разрешить этот конфликт концепцией постепенной типизации в работе «Gradual Typing for Functional Languages»: язык остается динамическим по умолчанию, однако разработчик может аннотировать типами отдельные модули или функции, не покрывая ими всю кодовую базу, а типизированный и нетипизированный код взаимодействуют через специальный динамический тип Dyn. Звучит как сказка — быстрое прототипирование с постепенным наращиванием стабильности. Однако при детальной проработке вскрылись фундаментальные нюансы: в серии последующих работ Сиек, Таха, Вадлер и другие показали, что стыковка типизированного и нетипизированного кода требует операции приведения типа (cast), а дизайн этого каста упирается в противоречие между тремя желаемыми свойствами — надёжностью системы типов (soundness), собственно постепенностью (gradual typing) и отсутствием рантайм-обёрток на границах (no wrappers).Позднее сообщество, и я в том числе, переосмыслило третью вершину: no wrappers — это забота о производительности и прозрачности рантайма, безусловно важная, но с позиции программиста, а не математика-оптимизатора, правильнее говорить о удобстве разработчика (developer-friendly). Это свойство вбирает в себя no wrappers как частный случай, добавляя понятные сообщения об ошибках, низкий порог входа и отсутствие многослойных типовых аннотаций, ведь если ради производительности приходится городить бесконечные теоремы типов, такая система едва ли приживётся на суровом рынке опенсорса.Так родилась трилемма Святого Грааля системы типов: выбрать можно любые два свойства, а третье неизбежно пострадает, и в этой статье мы разберём, как создатели языков пытались достичь всех трёх и на какие компромиссы шли. Читать далее