Polyglot Programming in Web Development

Abstract

Different programming languages are used to solve different problem domains. Front-end code standards and best practices are used to separate presentation, content and behavior. Architectural approaches like three-tier client-server architecture present user interface, business logic and data access as independent modules to develop and maintain. The idea of polyglot programming is to combine and utilize the best solutions from different programming languages and paradigms. Therefore, polyglot programming has the potential to improve web development in various areas. Web development has always been polyglot. Polyglot system has two essential aspects, the platform used for the integration and the programming languages supported. The recent rise of non-Java programming languages running on the Java Virtual Machine has created a favorable environment for polyglot programming. The possibility to use more expressive and succinct programming languages with existing solutions has proven to be essential in web development. An example web project was implemented to study the observations in practice. The project was implemented in both Java and Groovy as a server-side web application and also with Vert.x and AngularJS as a client-side single-page application. Also an additional Groovy implementation with Java legacy domain model was implemented to study programming language interoperability on the Java Virtual Machine. The results were evaluated against related work consisting two project implementations and three case study projects presented also in the context of polyglot programming in web development. Polyglot programming can enhance web development, because different programming languages and frameworks promise an increase in productivity, reduced amount of code and improved code quality that together promote better maintainability. Although polyglot programming has a steep learning curve that affects on required knowledge, maintainability, and tool support.

Erilaisia ongelma-alueita pyritään ratkaisemaan käyttäen eri ohjelmointikieliä. Esimerkiksi Frontend-ohjelmointikäytäntöjä noudattamalla voidaan erottaa esitys-, sisältö ja toimintalogiikka toisistaan. Lisäksi arkkitehtuuriratkaisut, kuten kolmikerrosarkkitehtuuri, jakavat käyttöliittymän, toimintalogiikan ja tietovarastojen käytön itsenäisiksi, mahdollisesti toisistaan erillään kehitettäviksi ja ylläpidettäviksi moduuleiksi. Monikieliohjelmoinnin ideana on yhdistää ja hyödyntää ohjelmointikielten ja ohjelmointiparadigmojen parhaat ratkaisut. Tästä syystä monikieliohjelmointi voi mahdollisesti parantaa Web-sovelluskehitystä useilla eri osa-alueilla. Monikielisyys on aina ollut osa Web-sovelluskehitystä. Monikielisessä järjestelmässä on kaksi olennaista ominaisuutta, käytettävissä oleva sovelluskehitysalusta sekä käytettävissä olevat ohjelmointikielet. Viimeaikainen kehitys ohjelmointikielissä Java-virtuaalikoneella on luonut suotuisan ympäristön monikieliohjelmoinnille. Mahdollisuus käyttää kuvaavampia ja ytimekkäämpiä ohjelmointikieliä olemassa olevien ratkaisujen tukena on osoittautunut tärkeäksi. Työn yhteydessä toteutettua esimerkkiprojektia käytettiin tarkastelemaan tehtyjä havaintoja käytännössä. Projekti toteutettiin sekä Java- että Groovy-ohjelmointikielellä palvelinpuolen Web-sovelluksena sekä Vert.x ja AngularJS Web-sovelluskehyksiä hyödyntäen asiakaspuolen yhden sivun Web-sovelluksena. Lisäksi ohjelmointikielten yhteentoimivuutta tutkittiin tekemällä Groovy-ohjelmointikielellä toteutus, joka hyödynsi valmista Java-toteutuksen toimialueen mallinnusta. Monikieliohjelmointi voi tehdä Web-sovelluskehityksestä kannattavampaa. Eri ohjelmointikielet ja ohjelmistokehykset lupaavat lisätä tuottavuutta, vähentää tarvittavan koodin määrää, sekä parantaa koodin laatua, parantaen näin samalla ylläpidettävyyttä. On kuitenkin tärkeää huomata se, että monikieliohjelmointi kasvattaa tarvittavan tiedon määrä, mikä vaikuttaa suoraan ylläpidettävyyteen sekä tarvittavaan työkalutukeen.