哪些编程语言特性适用于开发实时编码框架？

Tcl已经有了这样一个功能。例如，你可以编写一个GUI程序，创建一个具有交互式提示符的单独窗口。从那里，你可以重新加载你的代码，输入新的代码等。

你可以用任何GUI工具包来完成这个功能，但有些要比其他工具包更难实现。使用Python应该很容易，但缩进的问题使得交互使用具有挑战性。我相信大多数其他动态语言都可以轻松实现这个功能。

试着这样考虑：如果你的工具包允许你打开多个窗口，那么就没有理由为什么其中一个窗口不能是交互式提示符。你所需要的就是打开一个窗口的能力和运行输入代码的"eval"命令作为一个字符串。

唯一需要让这个方法可行的是一种动态绑定的形式，例如，在 Erlang 中是消息传递或在其他许多语言中是 eval。

如果你有动态绑定，那么你可以改变消息的目标而不影响消息本身，或者改变消息而不影响目标——只要你在发送消息时定义了目标，并且在发送消息时为目标定义了消息。

在更改目标时，你只需向旧版本提供服务直到新版本到位，然后进行小的锁定更新以过渡到新版本。同样，当更改消息时，你只需提供旧版本，直到新版本可用。

但要使代码可以随时热替换，仍然需要进行设计——应用程序必须具有足够的模块化，以便更改组件的实现不会导致中断，这只能通过细心编程来实现。

很好在开发环境上有“实时编码”，但是直接与部署的服务器交互会更加接近“真实”。为此，您需要具备网络意识的REPL（交互式解释器）。

在这方面，clojure提供了一个很好的解决方案，即通过socket repl。这使您可以远程附加到在已部署的Tomcat服务器上正在运行的代码版本。然后，您可以附加您最喜欢的启用swank的开发工具并进行编码改进。

Clojure 是一种几乎拥有你所需的所有实时编码语言要素的语言。主要亮点包括：

• 交互式 REPL - 这样你就可以直接与正在运行的程序进行交互。即使我在做“传统编程”，我也倾向于交互式编写代码，并将我喜欢的部分稍后复制到源文件中。Clojure 就是为这种方式而设计的 - 在运行时，你的程序中的几乎所有部分都是可检查、可修改和可替换的。
• 出色的并发支持 - 你可以使用像 (future (some-function)) 这样的代码轻松启动并发后台任务。更重要的是，Clojure 的 STM 和高性能不可变数据结构的重点强调将处理更微妙的并发方面（例如，当正在渲染数据结构时, 如果我更新了一个正在运行的数据结构会发生什么？）
• 库可用性 - 它是一种 JVM 语言，因此你可以从 Java 生态系统中获取所需的所有音频、视觉、IO 或计算工具。用一两行 Clojure 封装它们很容易，这样你就能获得你需要的函数的简洁接口。
• 宏 - 由于 Clojure 是一种homoiconic 语言，你可以利用 Lisp 的强大宏来扩展语言。你可以在实时环境中有效地构建你想使用的确切语法，让编译器在幕后完成全部代码的创建工作。
• 动态类型 - 这方面的好处可以争论来争论去，但在快速、简洁地编写代码时，这无疑是巨大的优势。
• 活跃社区和许多酷项目 - 你很可能会在 Clojure 社区中找到许多对类似实时编码技术感兴趣的人。

你可能会发现以下几个链接有趣：

• Paul Graham 论 Lisp - 击败平均水平
• 使用 Overtone 声音合成器的 Live Clojure 编码示例（一个 SuperCollider 的前端）

在谷歌应用引擎上的 Python 有远程 api shell。虽然这不是一个完整的实时编码套件，但是在 Emacs 上使用 Swank-Clojure 的 Clojure 在整合“实时编码”到日常开发中方面已经有了更多实际使用，但是很多人并没有意识到在某些 Python 环境中是可以实现的。

$ PYTHONPATH=. remote_api_shell.py -s dustin-getz.appspot.com
App Engine remote_api shell
Python 2.7.1 (r271:86832, Jun 16 2011, 16:59:05)
[GCC 4.2.1 (Based on Apple Inc. build 5658) (LLVM build 2335.15.00)]
The db, users, urlfetch, and memcache modules are imported.

dustin-getz> import models
dustin-getz> models.BlogPost(title='a modern take on automated testing', link='https://docs.google.com/document/pub?id=1DUxQogBg45rOTK4c5_SfEHiQcvL5c207Ivcy-gDNx2s', dont_publish_feed=False).put()

dustin-getz> items = models.BlogPost.all().filter('dont_publish_feed =', False).order('-published_date').fetch(100)

dustin-getz> len(items)
58

dustin-getz> for item in items[:5]: print item.title
a modern take on automated testing
Notes: Running a startup on haskell
the [un]necessity of superstar middle management in bigcos
"everything priced above its proper value"
stages of growth as a software engineer

我在 ZeroBrane Studio IDE 中实现了一项 Lua 实时编码功能。它与你描述的完全相同，当代码发生更改时，重新加载应用程序。我正在努力改进，以在运行时修改值，避免完全重新加载应用程序。这是一个纯 Lua 解决方案，不需要对 VM 进行任何修改。

您可以在这里查看当前实现的实时编码演示：http://notebook.kulchenko.com/zerobrane/live-coding-in-lua-bret-victor-style。

在使用/要求的语言功能方面，我依赖于：

1. 中断/恢复正在运行的应用程序的能力（基于 debug.hook 和 error() 调用），
2. 与（未修改的）应用程序远程交互的能力（基于 debug.hook、支持 select() 检测从主机机器发送新请求的 TCP 交互，以及基于协程在主应用程序和实时编码模块之间切换），以及
3. 将新代码注入应用程序的能力（此机制也使用 co-routines，但我确定还有其他选择）。还有一种可能性是注入一个修改后的代码片段，但它需要在函数级别上完成，如果这个函数是本地函数，你也需要将其包含在内，以此类推。

我正在为PyDev的Python编辑器开发实时编码功能。这个想法启发自Bret Victor在“以原则发明”演讲中的一个实例。我已经实现了程序状态显示以及海龟图形，当你在Eclipse中输入Python代码时，它们都会进行更新。

这个项目是托管在GitHub上的，我已经发布了一个演示视频，以及一个教程。

我使用的Python的主要功能是抽象语法树和动态代码执行。我获取用户的代码，将其解析成树，然后对任何赋值语句、循环迭代和函数调用进行仪表化。一旦我对树进行了仪表化，我就执行它并显示报告或绘制所请求的海龟图形。

我没有实现其他回答中讨论的交换功能。相反，我总是运行代码直到完成或超时。我将实时编码视为测试驱动开发的增强，而不是用于在实时应用程序上进行操作。然而，我会思考一下交换出实时应用程序的一部分会让我做什么。

Smalltalk 可能是最好的选择。因为与其他语言不同，它有一个完整的 IDE 用于实时编码，而不仅仅是一个 REPL（交互式解释器）。