Gleam v1.19.0 发布：Erlang 代码生成器重构与编译性能提升
Gleam 是一款运行在 Erlang 虚拟机和 JavaScript 运行时上的类型安全、可扩展语言。近日，Gleam v1.19.0 版本正式发布，带来了编译器架构的重大调整及多项性能优化。
Erlang 代码生成目标变更
过去几个月，开发者 Giacomo Cavalieri 对 Gleam 的 Erlang 代码生成器进行了彻底重写。此前，Gleam 直接生成 Erlang 源代码；现在，它生成 Erlang 抽象形式（Abstract Form）。
Erlang 抽象形式是 Erlang 编译器使用的中间表示，本质上是一个带有元数据标注、代表 Erlang 语法的树结构。该结构通过 Erlang 外部术语格式进行二进制编码，允许直接加载生成的代码。
这一变更带来以下主要优势：
- 构建速度显著提升：编译器性能得到改进，大幅缩短了 Gleam 项目在 Erlang 平台上的构建时间。
- 调试信息更精准：运行时位置元数据现在准确对应原始 Gleam 源代码，而非中间生成的 Erlang 代码。这意味着 BEAM 崩溃报告、堆栈跟踪中的行号完全准确，且 EDB 等调试器能更好地支持 Gleam。
- 代码质量规范：新实现符合当前的标准和规范，提升了编译器内部代码的质量。
- 消除“翻译器”误解：不再有人将 Gleam 简单描述为一种低级的转译工具。
基准测试表现
基于 José Valim 的 langcompilebench 项目进行的基准测试显示，编译 100 个模块（每个模块包含 100 个返回 "hello world" 字符串的函数）所需时间显著降低。需要注意的是，此类基准测试仅反映特定场景下的性能，实际项目中不同语言特性的编译成本差异较大。
代码生成器重写的第一阶段已在 v1.18.0 中发布。v1.19.0 的数据表明，在无缓存的全新构建场景下，编译时间有明显改善。由于 Gleam 支持增量编译，日常开发中的构建速度会更快。
为了提供横向对比，基准测试还扩展至其他流行编程语言及 Gleam 编译到 JavaScript 的情况。尽管单一基准不足以得出绝对结论，但数据显示 Gleam 的编译效率具有竞争力。
为何选择抽象形式而非字节码？
针对为何不直接生成 BEAM 字节码以追求更高性能的疑问，官方解释如下：
- 稳定性考量：与 Erlang 源代码和抽象形式不同，BEAM 字节码并非固定不变。虚拟机的每次更新都可能改变字节码结构，添加新功能或移除冗余特性。直接生成字节码需要紧密跟随 Erlang 维护团队的变动，增加了维护成本。
- 资源可持续性：Gleam 是由社区赞助支持的项目，需确保资源利用的高效性与长期可持续性。复制 Erlang 编译器数十年来积累的优化工作是一项巨大工程，即便借助 Gleam 的静态分析能力也难以轻松实现。
- 生态一致性：姊妹语言 Elixir 同样通过抽象形式编译为 Erlang。采用相同策略有助于保持生态系统的兼容性和稳定性。
JavaScript 后端优化
v1.19.0 在 JavaScript 编译目标上也进行了多项改进：
决策树分配优化
John Downey 改进了模式匹配的代码生成逻辑。此前，Gleam 的 case 表达式编译为嵌套 if 语句；现在，编译器采用分治法生成更平坦的代码结构，减少嵌套层级和中间变量。
例如，以下 Gleam 代码：
pub fn go(x) {
case x {
Wibble(1, 2) -> 1
_ -> 2
}
}
旧版生成的 JavaScript 代码存在多层嵌套，而新版生成如下更简洁的代码：
export function go(x) {
if (isWibble(x) && x[0] === 1 && x[1] === 2) {
return 1;
} else {
return 2;
}
}
虽然压缩后包大小变化不大，但扁平化的代码结构有利于 JavaScript 引擎进行分支预测和优化。
列表字面量优化
Giacomo Cavalieri 优化了短列表字面量的编译方式。Gleam 的不可变持久列表与 JavaScript 的可变数组不同。对于短列表，编译器现在直接生成构造调用，而非先创建数组再转换。
例如，let numbers = [1, 2, 3] 此前编译为 const numbers = arrayToList([1, 2, 3])，现在编译为：
const numbers = prepend(1, prepend(2, prepend(3, empty)))
这对使用 Lustre 库等频繁操作短列表的项目尤为有益。长列表仍沿用数组转换方法。
TypeScript API 重载
为解决类型信息丢失问题，Giacomo Cavalieri 为生成的 TypeScript 声明文件添加了函数重载。此前，检查值是否为特定变体的函数（如 Box$isFull）会将泛型参数退化为 unknown。现在，定义如下：
export function Box$isFull(value: Box$): value is Full;
export function Box$isFull(value: any): value is Full这确保了在已知容器类型的情况下，类型参数得以保留，提升了 TypeScript 与 Gleam 集成的体验。
构建工具集成改进
为了更好地支持在 Elixir Mix 和 Erlang rebar3 环境中使用 Gleam，官方构建工具 gleam 命令进行了增强：
- .app 文件生成：当编译到 BEAM 时，Gleam 现在会自动生成 Erlang 所需的 .app 资源文件和编译器字节码，简化了依赖管理。
- --no-dev 标志：
compile-package命令新增此标志，允许仅从 src 目录加载代码并跳过 dev_dependencies。 - 输出重定向：
export-package-info和export-package-interface命令现支持将信息打印到 stdout，而不仅限于写入文件。同时，export-javascript-prelude和export-typescript-prelude支持写入文件。
开发者体验增强
语言服务器标签支持
Alistair Smith 为 Gleam 内置的语言服务器添加了完整的标签支持，包括定义跳转、查找引用和标签重命名功能，进一步提升了 IDE 集成体验。
浏览器端格式化
John Downey 实现了在 WebAssembly 环境中运行 Gleam 代码格式化器的功能。未来，Gleam Playground 将支持在浏览器内直接格式化代码。
错误消息优化
多位贡献者改进了编译器的错误提示，使其更清晰、更具指导性：
- 0xda157：新增检测 Git 合并冲突标记的特殊错误；为不支持的运算符（如 +=, *=）添加明确报错。
- n0kk23：为在其他语言有效但在 Gleam 语法中无效的模式匹配添加自定义错误信息。
- Giacomo Cavalieri：为常量表达式中不允许的二进制运算符添加有用错误消息，并提高编译器容错性。
- Andrey Kozhev：当模块尝试使用同一包内其他模块的私有类型或值时，提供更详细的上下文信息，说明其存在但为私有。
- James Dolan：改进类型检查器，防止无效的别名定义引发连锁错误。
致谢与社区支持
感谢以下贡献者在 bug 修复和体验优化方面的工作：0xda157, Amr Kadry, Andrey Kozhev, Giacomo Cavalieri, Hari Mohan, Ian Chamberlain, Jack Programs, John Downey, Lillian Rose, Mar Bloeiman, mmustafasenoglu, Naomi Roberts, Rodrigo Álvarez, Senthilnathan, Surya Rose, Vivid 等。
Gleam 项目由社区赞助支持，非公司所有。目前大部分赞助者每月贡献 5 至 20 美元。团队正努力完善核心成员的薪酬体系，欢迎更多用户考虑赞助该项目或核心团队成员。
