Lisp 与现代 Web 开发

Lisp 与现代Web开发

八月 2015

For those who have read Lisp for The Modern Web : SKIP, please. This is just another language version.

- 艾伦·凯

我们要讲什么？

本文将介绍如何从零开始使用 Lisp 作为后端构建一个现代的 Web 应用程序。

你可能需要一些前端开发的知识（如 Ajax 通信等），因为关于客户端这一方面我们将不再赘述。

为什么要用 Lisp？

因为它很酷。

我是脑残我自豪，是不是神器又怎么样？光名字就看起来很牛的样子（好多人都不会喔 <(￣ˇ￣)/ ）。

从 Lisp 诞生至今已有 57 年，半个多世纪。什么概念呢？除了 Fortran 没有谁比 Lisp 更古老了，而很少有人说 Fortran 很酷。

你可以在几乎所有的语言当中看到 Lisp 的影子，因为真的：Lisp 不是一门语言，她是人机对话的基本元素。

其它原因.

其它关于 Lisp 的赞美，你可以参考一下阮一峰翻译的 《为什么Lisp语言如此先进？》 ，以及我非常建议你看完这本书： 《黑客与画家》 。

让我们开始吧

开始做什么？

从 0 开始使用 Lisp 作为后端构建一个现代的 Web 应用程序。

怎么做？

最近大多数的 Web App 都是用 输出 JSON 的服务器 加上 解析 JSON 并展示的 HTML5 客户端 构成的，我们就也照着这个模式来吧。

因为大家对如何构建一个 Web App 客户端都比较熟悉，所以关于客户端构建部分，就不再赘述，直接提供源码了。

• 你好， Lisp！
• 面向世界的编程
• 他们都喜欢 JSON
• 把数据存起来
• 我们的客户端

你好，Lisp！

这里我们假设你对 Lisp 一无所知，所以，我们先跟 Lisp 打声招呼：

• 打开 sbcl.org , 然后点击 Download 页面, 选择适合你电脑的二进制包。

• 然后跟着 Getting Started 把它安装一下。

• 然后运行 sbcl ，你就得到了一个 REPL (Read Eval Print Loop)！

在我们开始编码之前，先了解一下 Lisp 的基本语法。很多人说它很怪，实际上这正是 Lisp 的魅力所在。

我想你肯定玩儿过一款游戏，叫做：吃豆人。如果没有玩儿过的同学可以先去 玩一下 ，再接着回来上课，那玩儿过的同学我们就继续了。

你可以把 Lisp 程序执行的过程想象成为吃豆人吃豆子： ᗧ•••• ，是没有小鬼怪的版本。吃豆人就是 Lisp 里面的函数，而豆子是函数的参数。当一个吃豆人把它面前的所有的豆子吃光时，它自己也就变成了一颗豆子： • 。然后豆子呢，又可以被其他的吃豆人吃掉。

因此，你可以把一个 Lisp 程序想像成下面这个样子：

;;第一天，我们创造了吃豆人和豆子，他们在各自的括号里，相安无事。 (ᗧ• (ᗧ••••  (ᗧ••  (ᗧ•••)))) ;;第二天，最里边的吃豆人开始了疯狂的杀戮，吃掉了自己面前所有的豆子， ;;然后自个儿也变成了豆子 (ᗧ• (ᗧ••••  (ᗧ••  •))) ;;第三天，杀戮仍在继续 (ᗧ• (ᗧ•••• •)) ;;第四天，只剩最后一个吃豆人了 (ᗧ• •) ;;第五天，原来一切都只是豆子 •

哈！有没有很有趣的样子？ =￣ω￣=

一切都只是吃豆人和豆子！靠在括号最里面的吃豆人先吃，然后变成豆子，接着被更外一层的吃豆人吃掉。听起来好残忍的样子，o((⊙﹏⊙))o.

好了，让我们回到正经事上：

• 在你打开的 REPL 里输入 (format t "你好，Lisp！") ，没错就是中文，然后按 回车

• 好了，你已经学会 Lisp 啦！下课！

「 Σ(っ °Д °;)っ 老湿！不是吧老湿！退不退学费呀哎～～ 」

那好吧，我们来说一些复杂一点的：

• 打开一个文件，把下面的代码粘进去, 然后保存一下，命名： say-hello.lisp ：

(defun say-hello (to)  (format t "你好， ~a" to))

• 打开一个终端，切换到当前目录，然后

• 输入 sbcl --load say-hello.lisp ，按 回车

• 然后你就得到了一个加载了那个文件的 REPL，接下来输入 (say-hello "Vito") ，按 回车

• 「天呐！我的上帝，你刚刚用 Lisp 对我说了 “你好”！」，「哦，是么！这没什么大惊小怪的，镇定点伙计！」(翻译腔)

嗯...... 刚才发生了什么？

首先， 当我们输入 (format t "你好，Lisp！") 时，我们调用了一个函数叫做： format ，然后传递了两个参数： t 和 "你好，Lisp！" 。那么， format 是什么？

如果是英文读者，可以直接去 Google 搜索： common lisp format ，基本上都能找到自己想要找的答案，如： CLHS: Function FORMAT 和 A Few FORMAT Recipes 。

而对于中文读者的话，资料就稍微少一些，可以参考一下： 《ANSI Common Lisp 中文版》 的 2.9 输入输出 (Input and Output) 这一章，里边有关于 format 函数的简单解释（实际上我建议大家可以没事儿的时候就翻一翻 《ANSI Common Lisp 中文版》 ，译得很好）。

当然百度也是可以用来搜索的，只是结果中的干扰信息太多。

- 《ANSI Common Lisp 中文版》：2.9 输入输出 (Input and Output)

好了，那么现在我们知道了： (format t "你好，Lisp！") 的第一个参数是打印目的地，当我们赋值为 t 时，意思就是打印到标准控制台了。然后第二个参数就是模板字符串，当里边没有像 ~A 之类的打印指令时，就仅仅是普通的字符串啦。

所以呢， (format t "你好，Lisp！") 意思就是說把字符串： "你好，Lisp！" 打印到标准控制台。

接着，我们往一个文件里写了如下代码：

(defun say-hello (to)  (format t "你好， ~a" to))

根据前边的介绍，我们知道 (format t "你好，~a") 意思是把 ~a 替换成变量 to 的值，然后把它们打印到控制台上，那 defun 是干什么用的？

同学们看这里： 《ANSI Common Lisp 中文版》：2.6 函数 (Functions) (多看文档总是没有坏处的啦，我大景德也有足够的料喔~)

看过之后呢，我们知道 defun 实际上就是用来定义函数的，就像 JavaScript 里面的 function 。 defun 紧跟着的第一个参数是函数的名字，第二个是函数的参数列表（用括号括起来的），然后剩下来的通常就是函数体了。

所以，那段代码的意思就是说：我们创建了一个叫做 say-hello 的函数，这个函数接受一个叫做 to 的参数，当函数被调用时，它把变量 to 的值和字符串 "你好， " 连到了一块儿，然后打印到控制台上。下面这个是类似的 JavaScript 版本：

//好像 JavaScript 里没有字符串格式化的函数，所以...... function sayHello(to){     console.log("你好， ~a".replace("~a",to)); }

面向世界的编程

现在我们已经知道了如何用 Lisp 编程（ 手册 在手，就敢说大话）。但是除了你我，没人知道啊～让我们用 Lisp 建个服务器来告诉全世界吧！

- 艾萨克·牛顿

让我们一起来见一见巨人们：

• 打开 quicklisp.org ，然后根据 安装步骤 （如果你有些不知道怎么办的话，可以直接把深灰色背景段落内的所有粗体 复制 -> 粘贴 -> 并在你的终端里执行就好了)，安装一下。

• 打开一个文件，复制粘贴下面的代码，然后保存为： server.lisp

(ql:quickload :hunchentoot) (hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242))

• 打开终端，切换到文件所在目录

• 输入 sbcl --load server.lisp ， 按 回车

• 等待加载完毕，然后用你最喜欢的浏览器打开： http://localhost:4242/

• 「 w(ﾟДﾟ)w 天呐，这不是真的！」

• 「妈，我用 Lisp 建了个网站！」

让我们先镇定一下，这么一个默认页面是不足以让人觉得是 你 用 Lisp 建了个网站的。把下面的代码加到 server.lisp 里：

;;记得 Vito 换成你的名字 (hunchentoot:define-easy-handler (say-hello :uri "/hello") (name)  (setf (hunchentoot:content-type*) "text/plain")  (format nil "嘿, ~a! 我是 Vito! ~%我刚刚用 Lisp 建了个网站！" name))

• 然后按 Ctrl + d 或者输入 (quit) 按 回车 来退出当前 REPL 。

• 在终端里打： sbcl --load server.lisp ，再按 回车 。

• 等待加载完毕，点击这里： http://localhost:4242/hello?name=世界

• 嗯，这样看起来才像话么～

我们刚才做了什么？

实际上也并没有很难理解，对吧。

首先，多亏了 Quicklisp，它就相当于 Lisp 世界的包管理器。有了 Quicklisp ，我们才站在了巨人的肩膀上。在 Quicklisp 里，有 将近 1,200 个包 ，虽然不多吧，但足够用了。有了它，就像是站在了风口，后果可想而知。

其次，感谢巨人 Edi Weitz ，我们用了他（她）写的 Hunchentoot 作为我们的服务端实现。

我们刚才用 Quicklisp 加载了 Hunchentoot，像这样： (ql:quickload :hunchentoot) ，然后在 4242 端口启动了 Hunchentoot 服务： (hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242)) ，最后，我们用 Hunchentoot 的 define-easy-handler 定义了一个名字叫做 say-hello 的 Handler。

关于 Hunchentoot 的使用，没有找到相关的中文资料，大家可以直接去读原版文档： Hunchentoot - The Common Lisp web server formerly known as TBNL 。关于 Quicklisp ，学会 (ql:quickload ... 这一招基本就通吃天下了，其他的可以参考这里： Quicklisp: Basic Commands 。

他们都喜欢 JSON

- 刚才前端团队打来电话说

他们都喜欢 JSON 。

那，让我们来实现他们的愿望：

• 打开一个文件，复制粘贴以下代码，保存为 json-server.lisp ：

(ql:quickload '(hunchentoot cl-json)) (hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242)) ;;定义一个 people 类 ;;类？ ;;嗯，没错伙计，这是一个类。Lisp 可不只是一个函数式编程语言。 (defclass people()   ((name :accessor name          :initarg :name)    (language :accessor language              :initarg :language)    (words :accessor words         :initarg :words))) ;;Make a people. (defvar me   (make-instance 'people                  :name "Vito Van"                  :language "Lisp"                  :words "所以说做妖就象做人一样，要有仁慈的心，有了仁慈的心呢，后果可想而知。")) ;;用 JSON 给前端盆友打个招呼 (hunchentoot:define-easy-handler (say-me :uri "/me") ()   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string me)) ;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (make-instance     'people     :name name     :language "中文"     :words (format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。 " name))))

• 退出所有打开的 REPL ，然后加载这个文件： sbcl --load json-server.lisp 。

• 点击这里： http://localhost:4242/me ， 和这里： http://localhost:4242/you?name=悟空 (如果你看到了类似 /u4E2D/u6587 这样的结果，请打开浏览器的开发者工具，然后点击 Network 那一览进行监视)

嗯～干的不错！

到现在不用再过多解释了吧～

首先，我们定义了一个类，然后创建了一些实例，然后把那些实例转换成了 JSON 格式，然后返回给了我们的前端团队。这里是关于 defclass 相关的介绍： 《ANSI Common Lisp 中文版 》：第十一章：Common Lisp 对象系统 ，然后这个是 cl-json ： CL-JSON （一个 JSON 解析/生成器）

把数据存起来

现在到哪一步了？

我们刚刚建了一个 输出 JSON 的服务器 ，很牛的样子，但是我们还没有存储过任何数据。接下来，让我们把每个访问 http://localhost:4242/you?name=悟空 的人都记下来。

下面是处理这个请求的代码：

;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (make-instance     'people     :name name     :language "中文"     :words (format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。 " name))))

让我们调整一下：

;;保存 people 对象 (defun store-people (people)   (ᗧ• people •)   people) ;;创建 people 对象 (defun make-people (name)   (make-instance    'people    :name name    :language "中文"    :words (format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。" name))) ;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (store-people     (make-people name))))

我们添加了一个叫 make-people 的函数，使代码更整洁一些。然后...... 你肯定知道 store-people 这个函数还不能用，对吧，<( ￣▽￣ )/。

我们平时都是怎么存储数据的？数据库：Oracle / MySQL / MongoDB ...... 好多好多等等等等。今儿咱不用数据库，因为：

• 一点儿都不酷啊！一点都不酷！(* ￣︿￣)

• 很复杂！！很复杂！！有些还要学 SQL！！到现在都不知道 GROUP BY 怎么用啊大姐！！

• 为什么不能放到内存里？现在内存条都白菜价了，速度还快～

所以呢，我们决定这样做：

(defvar *people-list* nil) ;;保存 people 对象 (defun store-people (people)   (push people *people-list*)   people)

ヾ(≧▽≦*)o o o 哈哈哈哈！哈哈哈哈！没错！就这么简单！是的就这么简单！为什么不能这样做！？哈哈哈哈！！

我们仅仅是创建了一个变量，叫做 *people-list* ，然后把生成的 people 对象存储了进去。哈哈哈哈！（让我再笑一会儿）

然后我们把 *people-list* 列表返回给浏览器：

(hunchentoot:define-easy-handler (people :uri "/people") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    *people-list*))

下面是这个内存存储的相关代码（剔除了其他的）：

(ql:quickload '(hunchentoot cl-json)) (hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242)) ;;定义 people 类 (defclass people()   ((name :accessor name          :initarg :name)    (language :accessor language              :initarg :language)    (words :accessor words         :initarg :words))) ;;定义一个列表 (defvar *people-list* nil) ;;保存 people 对象 (defun store-people (people)   (push people *people-list*)   people) ;;创建 people 对象 (defun make-people (name)   (make-instance    'people    :name name    :language "中文"    :words (format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。" name))) ;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (store-people    (make-people name)))) ;;返回 people 列表 (hunchentoot:define-easy-handler (people :uri "/people") ()   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    *people-list*))

你可以把这段代码保存为 storage-server.lisp ，然后加载： sbcl --load storage-server.lisp （为避免端口冲突，先退出所有其他的 REPLs）。

加载这后，先点击这里： 悟空 , 这里： 晶晶 ,和这里： 紫霞 。

然后看看是否已经保存： http://localhost:4242/people .

怎么样？没问题吧～

这要是断电了，老板不得掐死我？

你说的有道理。

虽然我们决定不用数据库产品了，不代表我们解决不了这个问题。我们可以用一种更酷的方式，叫做： OBJECT PREVALENCE ，还没有找到合适的中文翻译，暂且叫它：对象流行持久化。而流行持久化系统是一种使用内存存储对象，并提供快速查找以及事务处理等功能的系统。

通常情况下，一个流行持久化系统都具有快照的功能，来将数据从内存直接映射到硬盘上，来解决断电问题。在下次启动或任何需要的时候，从硬盘加载进来。

我们当然可以自己实现一套么，可是造轮子太辛苦了，我们可以看看巨人们在这一方面都走到哪里了。

经过搜索我们找到一个 Common Lisp 的实现： CL-PREVALENCE ，是由 Sven Van Caekenberghe 开发的。虽然文档和功能都不是很全，但也基本能用了。更何况我们有 API 和 源码 呢，不怕。

• 首先，我们使用 Quicklisp 加载 cl-prevalence ：

(ql:quickload '(hunchentoot cl-json cl-prevalence))

• 然后初始化流行持久化系统 （我们将类定义在初始化之前是因为系统在初始化时，需要用到类定义来进行数据加载）：

;;我们为 people 新增了一个 id 字段，为方便流行持久化系统使用 (defclass people()   ((id :reader id    :initarg :id)    (name :accessor name      :initarg :name)    (language :accessor language      :initarg :language)    (words :accessor words     :initarg :words))) ;;初始化系统 (defvar *p-system* (cl-prevalence:make-prevalence-system #p"./p-system/")) ;;创建计数器 (or (> (length (cl-prevalence:find-all-objects *p-system* 'people)) 0)     (cl-prevalence:tx-create-id-counter *p-system*)) 

• 然后修改我们的 make-people 函数，使其直接将对象创建于流行持久化系统内：

(defun make-people (name) (cl-prevalence:tx-create-object  *p-system*  'people  `((name ,name)    (language ,"中文")    (words ,(format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。" name))))) 

• 然后删除 store-people 和 *people-list* ，因为我们的 people 对象已经在创建的时候自动存储于流行持久化系统内了。

• 调整控制器，使其从流行持久化系统内获取数据：

;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (make-people name))) ;;获取流行持久化系统内所有的 people 实例 (hunchentoot:define-easy-handler (people :uri "/people") ()   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (cl-prevalence:find-all-objects *p-system* 'people)))

• 最后我们得到了以下代码：

(ql:quickload '(hunchentoot cl-json cl-prevalence)) ;;我们为 people 新增了一个 id 字段，为方便流行持久化系统使用 (defclass people()   ((id :reader id        :initarg :id)    (name :accessor name          :initarg :name)    (language :accessor language              :initarg :language)    (words :accessor words         :initarg :words))) ;;初始化系统 (defvar *p-system* (cl-prevalence:make-prevalence-system #p"./p-system/")) ;;创建计数器 (or (> (length (cl-prevalence:find-all-objects *p-system* 'people)) 0)     (cl-prevalence:tx-create-id-counter *p-system*)) (hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242)) ;;创建 people 对象至流行持久化系统 (defun make-people (name)   (cl-prevalence:tx-create-object    *p-system*    'people    `((name ,name)      (language ,"中文")      (words ,(format nil "~a，你尽管捅死我吧，生又何哀，死又何苦，等你明白了舍生取义，后果可想而知。" name))))) ;;根据参数构建一个 people 对象，转换成 JSON 然后返回 (hunchentoot:define-easy-handler (say-you :uri "/you") (name)   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (make-people name))) ;;获取流行持久化系统内所有的 people 实例 (hunchentoot:define-easy-handler (people :uri "/people") ()   (setf (hunchentoot:content-type*) "application/json")   (json:encode-json-to-string    (cl-prevalence:find-all-objects *p-system* 'people)))

• 把上面的代码保存到 p-storage-server.lisp ，然后加载： sbcl --load p-storage-server.lisp （同样，记得退出所有其他的 REPL，避免端口冲突）。

然后点击这里： 至尊宝 ，这里： 晶晶 ，这里： 紫霞仙子 ，以及这里 牛魔王 。

然后再点击这里： http://localhost:4242/people .

怎么样？是不是和使用 *people-list* 时效果一样？

见证奇迹的时刻

现在，在你的 REPL 里输入： (cl-prevalence:snapshot *p-system*) ，然后按 回车 .

接下来，退出所有的 REPL，关闭所有的浏览器标签页（除了这个）。

重新载入代码： sbcl --load p-storage-server.lisp ，然后再打开这里： http://localhost:4242/people 。

紫霞仙子还在不在？我们的流行持久化系统自动把数据加载了回来！

我们的客户端

我创建了一个单文件的客户端，你可以下载 修改它，里边是 HTML / JavaScript 和 CSS 代码。

接下来还剩什么？

我们需要托管这个静态文件，来一起看看 Hunchentoot 文档 ：

- Hunchentoot 文档

那接下来要做的就是在 p-storage-server.lisp 同级目录创建一个文件夹 www ，然后把静态文件放进去：

wget -P www https://raw.githubusercontent.com/VitoVan/vitovan.com/master/code/lispweb3-cn-client.htm

然后，把：

(hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242))

改为：

(hunchentoot:start (make-instance 'hunchentoot:easy-acceptor :port 4242                                   :document-root "www/"))

这样 Hunchentoot 就会使用当前目录下的 "www/" 文件夹作为根目录了。

重新加载代码，然后访问： http://localhost:4242/lispweb3-cn-client.htm ，客户端便出来啦～

建议：出于性能考虑，不建议使用 Hunchentoot 托管静态文件。你可以试试用 Nginx 做个 代理 ，然后把 Hunchentoot 仅仅作为一个应用服务器使用。

结束之前

必须要坦白几件事情啊。为了方便讲解，在一些使用方法和操作习惯上我骗了同学们，这里一一忏悔：

• 日常开发中，很少出现 sbcl --load xxx.lisp 这种情况，大多是直接在 REPL 里敲代码，这样可以直接触摸到所有的数据和状态。

• 日常开发中，几乎没有人用 sbcl 作为 REPL，它太难用了，上下左右不行，还没有历史记录。你应该试试 SLIME ，相比之下，就是神器。

对了，还有：

如果你想用 Lisp 的方式去畅游 Lisp 之海，墙裂建议你使用 Emacs ，那就是您的尚方宝剑啊包龙星大人！

感谢这两篇文章：

• Lisp for the Web by Adam Tornhill, April 2008

• Lisp for the Web, Part II by Matthew Snyder, July 2011

给了我很大启发。

谢谢观看。

版权：禁止转载，禁止演绎，作者保留一切权利

V2EX 讨论： http://v2ex.com/t/215726

本文已集结成书： Lisp 与现代Web开发 ，你可以从 SelfStore 上购买。