MoonBit 新特性：Virtual Package 虚拟包机制

2025年5月16日 · 阅读需 4 分钟

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Moonbit 最近新增了一项特性：virtual package。通过将一个 package 声明为虚拟包，定义好一套接口（通过 .mbti 文件声明），**用户可选择具体使用哪一份实现，如不指定则使用该虚拟包的默认实现。通过这项特性，给分离接口与实现带来较大灵活性。**注意：目前这项特性处于实验性状态。

使用方法

以: virtual_pkg_demo 这个项目为例，项目结构如下：

.
├── virtual // 声明为 virtual package，其中的 virtual.mbti 定义了一套接口
├── impl    // 为 virtual 包中的接口提供了一份自定义实现
├── lib     // 依赖了 virtual 包中的接口
└── main    // 依赖了 lib 包，声明了用 impl 包去 override 掉 virtual 包的默认实现

声明某个包为 virtual package：在 virtual 包的 moon.pkg.json 中用一下字段声明该包是一个 virtual 包。包中需有 .mbti 文件否则报错，若 "has-default" 为 true 则会构建默认实现的编译产物，在没有 override 该包的情况下一起被链接
```
"virtual": {
    "has-default": true
}
```
为某个 virtual package 提供自定义实现：在 impl 包中的 moon.pkg.json 设置 "implement" 字段为某个 virtual 包的完整包名。需要完整地实现 virtual package 中的 .mbti 文件中规定的接口
```
    "implement": "username/hello/virtual"
```
使用 virtual package：在 lib 包的 moon.pkg.json 中的 "import" 字段中引入 virtual 包
覆盖 virtual package：在 main 包的 moon.pkg.json 中的 "overrides" 字段中设置实现包。如果没有设置实现包且 virtual 包有默认实现则使用默认实现，无默认实现则报错
```
{
  "is-main": true,
  "import": [
    "username/hello/lib"
  ],
  "overrides": [
    "username/hello/impl"
  ]
}
```

具体示例

下面通过一个小例子说明 virtual package 在 moonbitlang/core 中的使用。moonbitlang/core/abort 被定义为一个 virtual package。具体代码如下：

abort.mbti：声明了这个包中暴露出来的 api

package "moonbitlang/core/abort"

// Values
fn abort[T](String) -> T

// Types and methods

// Type aliases

// Traits

abort.mbt：提供了 fn abort[T](String) -> T 这个 api 的默认实现。

pub fn abort[T](msg : String) -> T {
  let _ = msg
  panic_impl()
}

///|
fn panic_impl[T]() -> T = "%panic"

在目前的默认实现中会故意忽略掉 msg 参数，这是因为如果使用 println(msg) 的话会导致生成的 .wasm 文件依赖 moonrun 运行时中定义的 spectest::print_char 函数，此时若是使用除了 moonrun 之外的 wasm 运行时（如 wasmtime、wasmer 等）则会导致报错：

error: Unable to instantiate the WebAssembly module
╰─▶ 1: Error while importing "spectest"."print_char": unknown import. Expected Function(FunctionType { params: [I32], results: [] })

自定义 `moonbitlang/core/abort` 的实现

abort(msg) 接口在许多 builtin 数据结构中都有用到，在不满足某些 invariant 的情况下会在运行时失败退出，而按照目前的默认实现，abort 中的 msg 不会输出，用户也较难发现出错的原因。为此，我们可以自定义 abort 的实现，让他打印出 msg（当然，如果你不用 moonrun 以外的运行时运行编译好的 .wasm 的话），做法如下：首先执行 moon add moonbitlang/dummy_abort，然后在 moon.pkg.json 中增加以下字段：

"overrides": [
    // 这个包给 moonbitlang/core/abort 这个 virtual package 提供了一份自定义实现
    "moonbitlang/dummy_abort/abort_show_msg"
]

测试此时 abort 的行为，可以发现传入的参数确实被打印出来了

故意在一个数组上错误地使用 swap，abort 报错信息如下

未来，moonbit 社区将会提供符合 wasi 标准的库去实现 println，届时编译出来的 .wasm 也可以在支持此标准的 wasm 运行时上运行，敬请期待

使用方法​

具体示例​

自定义 moonbitlang/core/abort 的实现​

使用方法

具体示例

自定义 `moonbitlang/core/abort` 的实现