20260819 MoonBit v0.10.9

对应 moonc 版本：v0.10.9

语言更新

• with pattern 现在要求使用 with 的分支显式加上括号，便于读者理解 with pattern 的优先级。可以使用 moon fmt 自动迁移：

  fn main {
    let a = Some("hello")
    match a {
      Some(x) | (None with x = "") => println(x)
      //        ^~~~~~~~~~~~~~~~~~ 需要加上括号
    }
  }

• bitstring pattern 支持 v128le，可以从字节序列中一次提取 16 个字节，构造成一个 V128 值。目前只支持以字节为单位的小端序，即输入的第 0 个字节对应结果的最低位字节：

  fn main {
    let bits = Bytes::makei(16, i => i.to_byte())
    guard! bits is [v128le(bits), ..]
    println(bits) // 输出 V128(0x0706050403020100, 0x0f0e0d0c0b0a0908)
  }

• lexscan 正式进入稳定状态。

  • lexscan 支持 @lexbuf.Lexbuf、@lexbuf.AsyncLexbuf 和 @lexbuf.StringScanner。其中 Lexbuf 和 AsyncLexbuf 采用流式模式；我们优化了它们的内存占用，可以放心用于无限流。

  • 此前作用于 String/StringView 的 lexscan 已迁移为 lexmatch 关键字。

  • 现在，当 catch-all 分支明确不可达时无需再添加；编译器也会对不可达分支报告警告。

  ///|
  async fn wordcount(
    input : @lexbuf.AsyncLexbuf,
    lines : Int,
    words : Int,
    chars : Int,
  ) -> (Int, Int, Int) {
    lexscan input {
      re"^\n" => wordcount(input, lines + 1, words, chars + 1)
      re"^[^ \t\r\n]+" as word =>
        wordcount(input, lines, words + 1, chars + word.length())
      re"^." => wordcount(input, lines, words, chars + 1)
      re"^" => (lines, words, chars)
    }
  }
  
  ///|
  async fn main {
    let utf8_reader = Utf8Reader(() => @stdio.stdin.read_some())
    let lexbuf = @lexbuf.AsyncLexbuf::from_fn(() => utf8_reader.read())
    let (lines, words, chars) = wordcount(lexbuf, 0, 0, 0)
    println("lines: \{lines}, words: \{words}, chars: \{chars}")
  }

  具体请参考文档：

  • https://docs.moonbitlang.com/en/latest/language/fundamentals.html#lexmatch
  • https://docs.moonbitlang.com/en/latest/language/fundamentals.html#lexscan

• 引入了新的 errdefer 语法：

  errdefer expr
  rest

  如果 rest 抛出了错误或者作为一段异步代码被取消了，errdefer 就会被触发，执行 expr，然后把错误继续向上抛出。errdefer 对于构造器类的函数尤其实用，例如：

  async fn connect_to(addr : @socket.Addr) -> Tcp {
    let socket = make_tcp_socket()
    errdefer socket.close()
    connect_socket(socket)
    socket
  }

  当 connect_to 成功返回时，socket 的所有权会随返回值转移至调用方，因此当前作用域无需释放该资源。若 connect_socket(socket) 执行失败或被取消，socket 会被丢弃，此时若不释放 socket，就会导致资源泄漏。errdefer 适用于此类仅在错误路径上执行清理的场景，可用于确保资源得到可靠释放。

  使用 return/break/continue 跳出 errdefer 的范围不会触发 errdefer。和 defer 一样，errdefer 是结构化的：它只会在程序离开整个 errdefer 表达式的范围时触发。所以，下面的程序是错误的：

  let result = []
  for x in xs {
    let res = make_resource(x)
    errdefer res.close()
    do_something_with_res(res)
    result.push(res)
  }
  result

  这里，每个 errdefer 仅在其所在的单次循环作用域内有效。第一次循环正常结束后，对应的 errdefer 即不再生效。当后续循环发生错误时，只会执行当前循环对应的清理逻辑，此前循环中已成功创建的资源无法得到释放，进而导致资源泄漏。正确的写法是：

  let result = []
  errdefer result.each(res => res.close())
  for x in xs {
    let res = make_resource(x)
    do_something_with_res(res)
    result.push(res)
  }
  result

• defer 和 errdefer 支持 raise 与 async。之前，defer expr 的 expr 中不能抛出错误或调用异步代码。这一限制现在已被解除。如果 defer/errdefer 中抛出错误，新的错误会替代旧的错误。有多条 defer/errdefer 语句时，如果其中某处 defer/errdefer 抛出了错误，剩下的 defer/errdefer 依然会按顺序执行，不会被丢弃。

• 新增将 catch 迁移至 defer/errdefer 的警告。

  目前，在 moonbitlang/async 中，被取消的异步程序会抛出一个特殊的错误作为被取消的信号，以方便被取消的程序释放资源。但这个特殊错误有可能被意外捕获、转换，从而导致程序在被取消时出现错误。未来，我们计划不再使用特殊错误来表示取消信号，并让 catch 不再捕获取消信号。但如果程序依赖于 catch 来执行资源清理，这一改动会导致程序在被取消时无法正确释放资源。因此，我们引入了 errdefer 并解除了 defer 的副作用限制，以保证几乎所有资源释放代码都可以用 defer/errdefer 表达（取消信号未来也依然会触发 defer 和 errdefer）。

  为了帮助用户迁移现有的、基于 catch 的资源释放代码，我们提供了一个新的警告 fragile_catch_all。它会识别可能可以改写成 defer/errdefer 的 catch 表达式，并给出警告提示用户迁移。除了在未来能正确处理异步取消之外，defer/errdefer 本身相比 catch 也更加可读和健壮。

  这一新警告可能会出现误报的情况。如果发生了误报，可以通过 #warnings("-fragile_catch_all") 对当前函数临时关闭警告。

• guard 现在会进行完备性检查，对于不完备的 pattern 会报警告。对于希望使用之前的 guard 无法匹配则 panic 的语义的用户应该迁移到 guard! 来更加明确地表达自己的意图。

  fn main {
    let string = Some("content")
    guard string is Some(content)
    //    ^~~~~~ Warning (guard_inexhaustive):
    //               This `guard` pattern is not exhaustive and will panic when
    //               it does not match. Missing cases:
    //               None
    //               To fix: add an `else { ... }` clause after the condition to
    //               handle those cases, or write `guard!` if the panic is intended.
    guard! string is Some(content) // 推荐的新写法
    println(content)
  }

• 支持 labelled block，给代码块加上标签后,块内可以用 break 携带一个值提前退出,该值就是整个块的求值结果。

  fn absolute(n : Int) -> Int {
    result~: {
      if n < 0 {
        break result~ (-n)
      }
      n
    }
  }

  Labelled block 不存在匿名形式：不带 label 的 break 始终以最近的循环为目标，而不会作用于某个 block。为了避免阅读代码时的歧义，直接出现在 labelled block 内的不带 label 的 break 会被视为错误，即使外层存在可作为跳转目标的循环。此时必须显式指定 label，以明确需要退出的控制流层级。

  fn f() -> Int {
    for ;; {
      label~: {
        break 1
  //    ^^^^^^^ An unlabelled `break` is not allowed directly inside a labelled block.
      }
    }
  }

• 增加了新的保留字 nocancel

• #warnings 现可作用于语法警告。此前，它仅支持屏蔽类型检查阶段的警告，deprecated_syntax 等语法警告不受影响。现在，#warnings 已可局部屏蔽大多数警告，包括语法警告；部分跨顶层定义的警告和词法警告仍不支持。

工具链更新

• 默认后端改为 wasm

• 现在 moon prove 只需要用户安装至少一个支持的求解器 (Z3 / Alt-Ergo / CVC5) 即可直接使用，不再需要单独安装 Why3。相应的, 现在 Why3 的 data-dir 和 lib-dir 不支持通过环境变量指定，始终读取 ~/.moon/share/why3/ 和 ~/.moon/lib/why3/。

• 现在可以通过 moonx username/example[@version] 的方式来执行 mooncakes.io 上面的 WASM executable （默认以 WASM 后端执行，可以通过 --target native 的方式以 native 后端执行）：

  $ moonx moonbit-community/moongrep
  error: the following required argument was not provided: 'subcommand'
  
  Usage: moongrep <command>
  
  Scan MoonBit source files with structural and taint rules.
  
  Commands:
    scan  Scan MoonBit source files.
    lint  Scan MoonBit source files with embedded builtin rules.
    docs  Print embedded moongrep documentation.
    dump  Parse a MoonBit impl or expression and print untyped_ast debug output.
    help  Print help for the subcommand(s).
  
  Options:
    -h, --help  Show help information.

• 支持 .moonignore 文件

  • 之前如果用户需要显式指定某些文件是否应包含在通过 moon publish 发布到 mooncakes.io 的模块中，需要通过 .gitignore 配合 moon.mod 中的 exclude 和 include 字段来配置，修改起来不方便。

  • 现在打包时遵守通行的 ignore 文件规则：使用文件夹中的 .moonignore，若不存在则使用 .gitignore。

  • 默认忽略以 . 开头的文件和文件夹（可通过 ignore 文件覆写规则），以及 _build 文件夹（不可覆写规则）。

  • exclude 和 include 字段将被废弃。

• mooncakes.io 现已禁止上传仅大小写不同的包。此前，如 user/pkga 与 user/pkgA 这样的包可以同时存在，但可能在大小写不敏感的平台上产生冲突，因此现在会对这类包名进行限制。

标准库更新

• moonbitlang/core

  • QuickCheck 更新

    • 支持 @qc.check （失败会 raise 一个错误，成功则不打印其他东西） 和 @qc.report （返回结构化的测试报告）两种主要测试函数，用户可以传递函数 (A) -> Bool raise? 来进行基于属性的测试

    • 可以向测试函数传递 filter?: (A) -> Bool 参数来过滤 Generator 一些不满足要求的值，利用参数 discard_ratio 可以控制测试在丢弃多少比例的时候会失效

    • @qc.Generator[T] 类型和相关的函数提供了一套常用的组合子，可用于辅助构建 Arbitrary 实例

    • core/quickcheck/shrink 包提供了大部分常用类型的 Shrinker （收缩器），可在找到反例的时候进行收缩，以寻找更小更简单的反例

    • 支持统计分析功能，可以通过 observe? 参数给 check / report 传递一个观测组合 (A) -> Observation，其中 Observation 可以使用如下函数构造：

      • @qc.label(val: String) 标注一个字符串标签

      • @qc.classify(cond: Bool, val: String) 在条件 cond 成立的时候打上标签 val

      • @qc.collect(val : T) 把一个值的 Debug Repr 作为标签

    • 更多具体细节可以参考文档：https://mooncakes.io/docs/moonbitlang/core/quickcheck

  • 新增 moonbitlang/core/diff 包

    • 提供 Myers 和 Patience 两种通用的序列 diff 算法。用户可以通过 @diff.Diff(old~, new~).edits() 获取两个序列的编辑脚本。

    • 提供多个计算不同序列编辑距离的函数，如 edit_distance(ArrayView[T])、edit_distance_str(StringView)，以及对应的限制最大编辑距离的版本。

  • 新增 moonbitlang/core/lexbuf 包，提供 StringScanner、Lexbuf 和 AsyncLexbuf，以配合 lexscan 使用。

    • StringScanner：基于 String 的同步扫描器，由 lexscan 维护扫描器上的 cursor 字段。

    • Lexbuf/AsyncLexbuf：流式扫描器，由 Lexbuf::from_fn 定义数据源，并在 lexscan 过程中自动补充数据。两者的区别是，对 AsyncLexbuf 执行 lexscan 的整个表达式需要异步上下文。

  • immut/array 包已弃用很长一段时间，现在正式移除，应改用 immut/vector。

  • @debug.to_repr(x) 弃用，可改用 @debug.Repr(x)。

• moonbitlang/async 目前最新版本为 0.21.0，自上次月报（0.20.2）以来的主要更新有：

  • [breaking] @http 包中，HTTP headers 的类型从 Map[String, String] 变成了大小写不敏感的 type @http.Headers = Map[@http.CaseInsensitiveString, String]，因此构造和读取 HTTP header 时不再需要手动注意大小写问题。@http.CaseInsensitiveString 可以从 String 隐式构造，因此直接使用 Map 字面量构造 header 和读取 header 的代码无需修改。但对 header 写了类型标注的代码需要将类型改为 @http.Headers

  • [breaking] @fs.open 等 API 的 create 和 truncate 参数已被废弃一段时间，由 create_mode 和 permission 代替。这次更新中，create 和 truncate 被正式移除。此外，@fs.write_file 和 @process.redirect_to_file 的默认 create_mode 从 OpenExisting 变成了 CreateOrTruncate。@fs.open 的默认 create_mode 则依然是 OpenExisting

  • [breaking] @async.protect_from_cancel 的默认行为变为 resume_on_cancel=true，resume_on_cancel=false 选项被废弃。未来只会有 resume_on_cancel=true 的行为

    protect_from_cancel(resume_on_cancel=false) 在被取消时，会保证内部的代码完整运行，然后丢弃其结果并抛出取消信号。这里被丢弃的结果可能导致资源泄露，因此是不安全的

    对大部分用户的代码来说，这一行为变动不会产生实质性的影响

  • moonbitlang/async 现在会在程序陷入死锁状态（例如两个任务互相等待）时，自动检测到死锁并强行终止程序，防止事件循环无限空转。可以通过 @async.set_deadlock_handler 控制死锁时的行为或是关闭死锁检测

  • 之前，moonbitlang/async 必须在主线程中运行自己的事件循环，因此无法与其他外部事件循环，例如 GUI 框架自带的事件循环整合。本次更新新增了 @async.set_external_event_loop API，可以用于设置一个外部事件循环。moonbitlang/async 会将自己的事件循环运行在单独的线程里，并和主线程的外部循环整合。所有 MoonBit 代码依然会运行在主线程里。关于外部事件循环的实现需要为 moonbitlang/async 提供哪些 API，详见 @async.set_external_event_loop 的文档

  • 新增了 @process.pipe API，可以用于将一个子进程的输出重定向到另一个子进程的输入

  • @process.read_from_process 和 @process.redirect_to_file 新增了 shared? : Bool = false 参数。如果 shared=true，用于重定向的输出管道可以被同时传给多个子进程，但必须在最后一个子进程启动后通过 .close() 手动关闭。如果 shared=false（默认行为，和之前相同），用于重定向的输出管道只能被传给一个子进程（但可以同时传给同一个子进程的 stdout 和 stderr），不过无需手动关闭

  • 新增辅助函数 @http.request，可以用于执行任意方法的单次 HTTP 请求

  • Wasm1 后端新增了 @websocket 和 @fs.realpath 支持，现已支持除 @fs.Watcher 外的所有功能

  • 在 Linux/macOS 上，当子进程被某个信号终止，而非正常退出时，@process.run 等 API 能识别这种情况并返回 -signal

  • 当一个 async fn main 程序被信号取消时，之前 async fn main 会在程序释放完资源后以 128 + signal 作为返回值退出（bash convention）。但这一行为对父进程来说是有歧义的。现在，async fn main 在被信号取消时，会在程序完成清理后，重新模拟出当前进程被信号强制中止的状态作为程序的退出状态

• moonbitlang/x

  • 弃用了 moonbitlang/sys，应该改用 moonbitlang/core/env

  • moonbitlang/x/path 现在可以在浏览器环境正常使用，Windows 的路径比较现在可以正确处理非 ASCII 且有大小写形式的字符。

  • moonbitlang/x/rational 现在不会出现溢出误判和分母零问题。