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HSP(Haskell Server Pages)

HSP(Haskell Server Pages). Alejandro del Real Chicharro José Emilio Villena Irigoyen. Índice. Introducción La función page La sintaxis de HSP HJavaScript HSP Foro Web Conclusiones Futuros Trabajos Bibliografía. Introducción.

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  1. HSP(Haskell Server Pages) Alejandro del Real Chicharro José Emilio Villena Irigoyen

  2. Índice • Introducción • La función page • La sintaxis de HSP • HJavaScript • HSP Foro Web • Conclusiones • Futuros Trabajos • Bibliografía

  3. Introducción • No hace mucho tiempo, la World Wide Web estaba formada casi exclusivamente de páginas estáticas. Hoy, sin embargo, el uso de páginas dinámicas en la Web se ha incrementado hasta tal punto de necesitar mejores herramientas para la creación de éstas. • Los programadores comienzan a usar algunos lenguajes script especializados que permiten mezclar XML con código, p.e. PHP, ASP o también puedan usar CGI. • La mayoría de los lenguajes compartían los mismos defectos, y algunos hasta varios de estos. Ellos modelaban texto HTML como texto sin formato, y esto violaba uno de los principios de abstracción de Tennent.

  4. Introducción • Se busca un lenguaje funcional que soporte un modelo de programación completo y la facilidad de uso de un lenguaje script especializado, mientras aún mantenga el gran potencial de XML. • En el 2000, Erik Meijer y Danny van Velzen presentaron lo que ellos llamaron como ‘Haskell Server Pages’ (HSP), un lenguaje de programación Web de dominio específico, basado en la funcionalidad de la programación del lenguaje Haskell. • Introduciendo un nuevo tipo de datos data XML que garantizaba la correcta formación de páginas dinámicas y una mejor integración de XML con otros códigos. • Permitir a los programadores usar fragmentos de sintaxis XML en código Haskell, y viceversa, permitir embeber expresiones Haskell dentro de fragmentos XML.

  5. Introducción Sacamos el bucle para hacer la página más ordenada. Código ASP: <TABLE border=”1”> <% For x = 1 To 16 %> <TR> <% For y = 1 To 16 %> <TD bicolor = <%= genColor(x,y) %>> (<%= x %>,<%= y %>) </TD> <% Next %> </TR> <% Next %> </TABLE>

  6. Introducción El problema es que ASP no permite esto. Código ASP: <TABLE border=”1”> <% For x = 1 To 16 %> <TR> <% Call GenData (x) %> </TR> <% Next %> </TABLE> Tendríamos que ejecutarlo dentro de un módulo de Visual Basic. <% Sub GenData(x) For y = 1 To 16 Response.Write “<TD bgcolor=“ Response.Write genColor(x,y) Response.Write “>” Response.Write “(“& x &”,” & y & “)” Response.Write “</TD>” Next End Sub %> <% Sub GenData(x) %> <% For y = 1 To 16 %> <TD> (<%= x %>,<%= y %>) </TD> <% Next %> <% End Sub%>

  7. Introducción Código en Haskell: table :: TABLE table = <TABLE border=”1”> <% mkRows cells %> </TABLE> cells ::[[(Int, Int)]] cells = [ [(x,y) | x [1..16] ] | y [1..16] ] mkRows:: [[(Int, Int)]]  [TR] mkRows = map $ \cs  <TR><% mkColumns cs %></TR> mkColums :: [[(Int,Int)]] —>[TD] mkColums = map $ \c  <TD bgcolor = (genColor c)> <% c %> </TD> Está todo más estructurado. $ Es una función asociativa por la derecha para la eliminación de paréntesis

  8. Introducción • A parte de las extensiones puramente sintácticas, HSP también facilita un modelo de programación con tipos de datos, clases y funciones que ayuden con algunas tareas de la programación Web. Por ejemplo: • Mantener el estado de los usuarios en transacciones usando sesiones. • Mantener el estado de aplicaciones entre transacciones con diferentes usuarios. • Acceder a consultas de datos y variables de entorno

  9. La función page • Para generar una completa aplicación de páginas HSP, necesitamos definir la función page. De forma análoga a la función main de Haskell. • la función pagees llamada cuando una página HSP es requerida. page = <HTML> <HEAD> <TITLE>¡Hola Mundo!</TITLE> </HEAD> </HTML>

  10. La función page Páginas XML y páginas Híbridas • Como un documento válido XML (o bien XHTML) es también una de las fuentes principales de los programas HSP, necesitamos construir páginas que nos permitan utilizar la potencia de XML junto con el lenguaje Haskell. • Por ejemplo un trozo de código en XML que muestra un reloj con la hora de cuando un página fue pedida sería: <HTML> <HEAD><TITLE>Página XML</TITLE></HEAD> <BODY> <H1>¡Hola mundo!</H1> <P>Página pedida con <% getSystemTime %></P> </BODY> </HTML>

  11. La función page Páginas XML y páginas Híbridas • Y el mismo código ya aplicado a una página HSP sería: page= <HTML> <HEAD><TITLE>Página XML</TITLE></HEAD> <BODY> <H1>¡Hola mundo!</H1> <P>Página pedida con <% getSystemTime %></P> </BODY> </HTML> Aunque hay un ligero problema con estas páginas. La función getSystemTime reside en el modulo System.Time, el cuál necesita ser importado para que la función sea usada.

  12. La función page Páginas XML y páginas Híbridas • Con HSP no habría problemas pero con pero en páginas XML no hay ningún lugar donde poder añadir la importación. • Para salvar este problema se introducen las páginas híbridas que contienen una combinación de páginas XML con un nivel alto de declaraciones. <% import System.Time %> <HTML> <HEAD><TITLE>Página XML </TITLE></HEAD> <BODY> <H1>¡Hola mundo!</H1> <P>Página demandada <% getSystemTime %></P> </BODY> </HTML>

  13. La función page Sintaxis formal de una página • Para poder crear páginas híbridas se añade una nueva función más elaborada de page, especificando como una página correcta en HSP, puede parecerse a: page : : = module | xml | <% module %> xml • Podemos utilizar un módulo normal de HSP, un árbol completo XML, o bien una combinación de los dos.

  14. La función page Computación embebida y mónada HSP • ¿Cuál es el tipo de la función de nuestro ejemplo “hola mundo”? • Solución más simple: Dejar el tipo XML • Pero no es tan sencillo, porque permitimos cálculos impuros • cálculos con efectos laterales para ser embebidos dentro de los fragmentos de XML. • Ejemplo de computación embebida: getSystemTime con el tipo IO Time

  15. La función page Computación embebida y mónada HSP • HSP suspende la computación embebida hasta que es evaluada explícitamente • Parece que las funciones devuelven valores XML puros, pero pueden contener computaciones no evaluadas • No hay forma de distinguir entre valores XML puros y los que contienen computaciones no evaluadas

  16. La función page Computación embebida y mónada HSP • Para solucionar esto se introdujo una mónada HSP • Encapsula los efectos laterales • Proporciona entorno E/S a las páginas Web • Todas las expresiones XML serán resueltas computando una mónada HSP. • Ejemplo <p> ¡Hola mundo!</p> • Tiene tipo HSP XML a pesar de no tener efectos laterales No es algo perfecto, pero es preferible a no tener efectos laterales nunca

  17. Sintaxis HSP • Encuentro entre XML y Haskell HolaMundol = <p>¡Hola Mundo!</p> • Hay dos cosas interesantes que comentar • No necesitamos usar ningún mecanismo de escape para dejar el contexto del código cuando queremos escribir el fragmente XML, • en HSP todos los fragmentos XML están garantizados para estar siempre bien-formados.

  18. Sintaxis HSP • Las expresiones malformadas darían error • helloWorld = <p>Hello World!</q> • Las etiquetas funcionan ellas solas cómo escapes • boldHelloWorld = <p><b>Hello World!</b></p> • Siempre que queramos que el contenido interno sea evaluado por una expresión, deberemos usar caracteres de escape hello name = <p>Hello <% name %>!</p>

  19. Sintaxis HSP • Queremos también que nuestros elementos XML sean capaces de tener atributos RedHelloWorld :: HSP XML redHelloWorld = <p style="color:red">Hello World!</p> • Al igual que los hijos, los valores de atributos pueden también ser computados a partir de expresiones embebidas hwColor :: String -> HSP XML hwColor c = <p style=("color:" ++ c)>Hello World!</p>

  20. Sintaxis HSP • Todas las páginas HSP deben definir y exportar una página de función definiendo el contenido de la página. page = <html> <head><title>Hello World!</title></head> <% helloBody %> </html> ¡¡¡Ya tenemos nuestra primera página HSP!!!

  21. Sintaxis HSP - Concordancia de patrones • Concordancia de Elementos • Lo primero de todo lo que podemos comparar directamente en elementos, cómo isImg <img/> = True isImg _ = False • Nuestra interpretación intuitiva de lo de arriba es que implementa isImg devolverá True si un elemento img se da, y False en otro caso

  22. Sintaxis HSP - Concordancia de patrones • Concordancia de Atributos • Para concordancia de patrones en atributos, primero necesitamos considerar cómo queremos usarlos. Lo primero de todo, en XML el orden de atributos es irrelevante, por lo que para la instancia de dos elementos <img src="img/myImg.jpg" alt="My image" /> y, <img alt="My image" src="img/myImg.jpg" /> ¡Son equivalentes!

  23. Sintaxis HSP - Concordancia de patrones • Concordancia de Hijos • La concordancia de patrones en hijos se puede escribir cómo en este ejemplo getPText <p><% PCDATA t %></p> = t • Comparar un simple hijo es bastante simple, pero para ejemplos más complicados existe un problema • “comparar un número arbitrario de elementos <p>” o • “empezar por comparar un elemento <h1>, seguido por uno o más ocurrencias de un elemento <h2> y un elemento <p> en la secuencia”

  24. Sintaxis HSP - Concordancia de patrones • Para esto hemos desarrollado HaRP (Haskell Regular Patterns). El sistema para patrones de expresiones regulares en Haskell • Ejemplo para obtener todo el texto de los párrafos de un documento getText :: XML -> [String] getText <body>[ <p><% PCDATA t %></p>* ]</body> = t Denota que debería haber 0 o más p encerrados en el elemento body

  25. Sintaxis HSP – Sintaxis formal • Sintaxis formal • Extendemos la gramática Haskell con nuevas producciones de expresiones XML, las cuales añadimos al lenguaje cómo una expresión atómica posible aexp ::= var | lit | ( exp ) ... | xml • La nueva manera de expresión, xml, puede ser también un elemento cerrado con hijos, o una etiqueta vacía auto-contenida xml ::= <name attrs>child...child</name> | <name attrs/>

  26. Sintaxis HSP – Sintaxis formal • Los atributos son pares nombre-valor, seguidos opcionalmente por una expresión extra attrs ::= attrs1 aexp | attrs1 attrs1 ::= name = aexp ... name = aexp • Un hijo puede ser un elemento jerarquizado, PCDATA o una expresión Haskell embebida child ::= xml | PCDATA | <% exp %>

  27. Sintaxis HSP – Sintaxis formal • Un nombre en XML puede ser calificado opcionalmente por un espacio de nombres a cuyo elemento pertenece. Nuestra producción de nombre queda así name ::= string : string | string donde el espacio de nombres definido anteriormente está especificado

  28. Sintaxis HSP – Entorno • Las páginas HSP tienen acceso a un entorno especial que contiene información si tenemos en cuenta el contexto en el cual son evaluadas. • Los componentes principales son: • Petición: Peticiones HTTP que iniciaron la llamada a la página • Respuesta: Respuesta HTTP que ha sido generada, la cual se enviará con los resultados de la llamada a la página • Aplicación: Contiene datos con visibilidad de aplicación, por ejemplo datos que persisten entre transacciones de páginas • Sesión: Contiene datos que pertenecen a un cliente específico

  29. Sintaxis HSP – Entorno • Entorno de Petición • ASP • Request (“hello”) • PHP • $_REQUEST[“hello”] • HSP • getParameter “hello”

  30. Sintaxis HSP – Entorno • En el entorno del programación lo más importante es consultar cadenas de caracteres (pares nombre-valor) de la forma • param1 = valor1&…&paramn = valorn • Los parámetros en la petición pueden ser accedidos usando las funciones • getParameter :: String -> HSP (Maybe String) • readParameter :: Read a => String -> HSP (Maybe a)

  31. Sintaxis HSP – Entorno • Entorno de Respuesta • Los componentes de respuesta almacenan cabeceras que serán enviadas de vuelta al cliente receptor con los contenidos de los documentos. Estos son conjuntos que usan funciones especializadas cómo • setNoCache :: HSP () • En HSP ninguna salida debería ser añadida a la respuesta manualmente, todos los contenidos deberían estar generados por la función de página, garantizando la correcta formación del XML generado • Por ejemplo, no sería correcto <p>Hola <% Response.write(nombre) %></p> miMensaje :: String-> HSP XML miMensaje nombre =<p>Hola <% nombre %></p>

  32. Sintaxis HSP – Entorno • Entorno de Aplicación • El componente de Aplicación contiene datos que están compartiendo entre todas las páginas de una aplicación, y que persiste entre peticiones simples a páginas • El tipo de Aplicación es por si mismo abstracto, por lo que la única manera de crear un valor del tipo que está usando la aplicación es • toApplication :: (Typeable a) => a -> Application

  33. Sintaxis HSP – Entorno • El entorno de Aplicación es actualmente un tipo de envoltorio (Wrapper) dinámico, el cual es usado para habilitar al componente de la Aplicación ser de cualquier tipo newtype Application = MkApp {appContents :: Dynamic} toApplication = MkApp . toDynamic • Para acceder a los datos de aplicación de dentro de una página, un programador puede usar la función getApplication :: (Typeable a) => HSP a que devuelve un valor de su particular tipo de Aplicación

  34. Sintaxis HSP – Entorno • Ejemplo (un contador) • Queremos actualizar los valores del contador necesitamos almacenarlo en una referencia Type MyApplication = Mvar Int • Ponemos estas declaraciones en un módulo que llamamos MiAplicacion.hs y añadimos toMyApplication :: MyApplication -> Application toMyApplication = toApplication getMyApplication :: HSP MyApplication getMyApplication = getApplication

  35. Sintaxis HSP – Entorno • Función para incrementar el contador incrContador :: HSP () incrContador = do ctr <- getMyApplication doIO $ modifyMVar ctr (+1) • Función para leer el valor actual del contador leerContador :: HSP Int leerContador = do ctr <- getMyApplication doIO $ readMVar ctr

  36. Sintaxis HSP – Entorno • Ya sólo queda darle un valor inicial al contador • En el modulo Aplicación.hsp primeramente hemos de importar MiAplicacion.hs, y la definición initApplication = do ctr <- newMVar 0 return $ toMyApplication ctr

  37. Sintaxis HSP – Entorno • La página import MiAplicacion page = do incrementarContador <html> <head> <title>Hola visitante nr <% leerContador %> </title> </head> <body> <h1>¡Hola!</h1> <p>Eres el visitante nr <% leerContador %> de esta página. </p> </body> </html>

  38. Sintaxis HSP – Entorno • Entorno de Sesión • Los componentes de Sesión son un repositorio de datos que deja a las páginas mantener un estado entre transacciones • Acceso al repositorio • getSessionVar :: String -> HSP (Maybe String) • setSessionVar :: String -> String -> HSP () • Configurar tiempo de vida • setSessionExpires :: ClockTime -> HSP () • Forzando su terminación • abandon :: HSP () almacenados en el lado del cliente usando cookies

  39. HJavaScript • Surgen la necesidad de un lenguaje script que pueda dar funcionalidad a nuestras páginas del lado del cliente • HJScript se ha desarrollado con dos metas: • Proveer al programador una sintaxis lo más abstracta posible • Proveer una sintaxis cómo la original (JavaScript) Obviamente esto no es posible

  40. HJavaScript • Para modelar un lenguaje imperativo vamos a trabajar con una mónada • La mónada será escritora-estado • Parte escritora: Usada para el código JavaScript a la salida • Parte estado: Usada para la gestión del gensym

  41. HJavaScript • Las 2 funciones básicas en la mónada, aparte de devolver y registrar son newVarName :: HJScript String newVarName = do s <- get put $ s+1 return $ “var” ++ show s outputCode :: JsStmt () -> HJScript () outputCode = tell

  42. HJavaScript • También necesitamos una función evaluadora que genere el código de salida hjscript :: HJScript t -> HJState -> (t, JSBlock ()) hjscript script s = runWriter $ runStateT script s • y una función que nos deja evaluar una computación dentro de otra: hjsInside :: HJScript t -> HJScript (t, JSBlock ()) hjsInside script = censor (const EmptyBlock) $ listen script

  43. HJavaScript • Sintaxis • Para declarar una variable • nombreVar <- var • nombreVar <- varWith valorInicial • Para declarar una función function (a,b) { return a+b } function \(a,b) -> return (a+:b) En JavaScript En HJavaScript

  44. HJavaScript • Elección de un símbolo operador $$ • Así para invocar funciones en HJavaScript podremos hacerlo así • call myFunction (a,b) O bien así • myFunction$$(a,b)

  45. HJavaScript • Usar métodos de objetos en JavaScript • Math.abs(n) • d.getYear() • En HJavaScript sería • Math#abs$$(n) • d#getYear()

  46. HJavaScript • Para integrar HJavaScript con el resto de HSP necesitamos escribir instancias para IsXML y IsAttrValue • IsXML es necesario para • Ejecutar un script cuando la página se carga • Definir funciones en la sección de cabecera • IsAttrValue es necesario para • Atributos de eventos: onClick, onEvent, …

  47. HJavaScript • Instancia isXML instance IsXML (JsBlock ()) where toXML b = <script language=”JavaScript”> <% pprBlock b %> </script> • Instancia isAttrValue instance IsAttrValue (JsBlock ()) where toAttrValue b = toAttrValue $ pprBlock b

  48. Foro en HSP • Diseño del foro: • Foro organizado en hilos • Cada hilo consta de uno o más mensajes • Cada mensaje consta de: • Texto • Quién lo escribió • Cuándo lo escribió

  49. Foro en HSP • Configuraremos una base de datos • Inicialmente suponemos que podemos acceder a la base de datos • Empezaremos desarrollando un foro muy simple en el que sólo se muestre un mensaje, y lo iremos ampliando gradualmente

  50. Foro en HSP • Definición de registros data Hilo = Hilo { tema :: String, mensajes :: [Mensaje] } data Mensaje = Mensaje { autor, contenido :: String, fecha :: CalenderTime }

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