Nova — обзор

Центральная идея

Сеть, диск, время, случайность, лог, ошибка, мутация — в Nova это всё эффекты. Функция объявляет в сигнатуре те эффекты, которые использует сама; вызовы других функций не тащат свои эффекты вверх (исключение — Fail, ошибки видны транзитивно). У каждого эффекта есть handler, который перехватывает его операции.

Из одной абстракции (алгебраические эффекты в стиле Koka/Effekt, доведённые до прикладного состояния) следует всё остальное в языке. См. revolutionary.md для развёртки.

effect vs protocol

В Nova два разных способа описать «что-то с операциями»:

• «Как делать что-то» — функция объявляет, что ей нужны такие-то операции, а какая реализация будет под ними — решает вызывающий код через with-блок (например, для прода — Postgres, для теста — in-memory). Это эффект, объявляется через type X effect { ... }.
• «Что умеет значение» — реализация жёстко привязана к типу: int хешируется так-то, str — так-то, и менять это нельзя. Это протокол, объявляется через type X protocol { ... }.

Когда использовать эффект, а когда протокол в коде: если хочется при тестировании использовать другую реализацию — это эффект. Если при тестировании мы просто работаем со значениями типа, и подменять там нечего — это протокол.

Killer use-case

AI-first программирование. Когда LLM пишет 50–80% кода, языку нужны:

• видимость побочных действий в сигнатуре (эффекты)
• compile-time гарантии вместо runtime-проверок (контракты, capabilities)
• локальность контекста (одна функция понятна без чтения 10 файлов)
• ошибки компилятора как обучающий сигнал для LLM
• стабильность синтаксиса (LLM учится на старых данных)

Все существующие языки спроектированы до AI-эпохи. Nova — первый язык, явно оптимизированный под пару «LLM пишет, человек ревьюит».

Поддерживающие решения

1. Один язык — три режима компиляции: AOT (как Go/Rust), JIT (как .NET), интерпретатор (как Python). Один и тот же исходник.

2. Память: managed по умолчанию (current: Boehm conservative GC; v1.0+: concurrent GC), regions opt-in для real-time. Программист пишет код без префиксов памяти — циклы освобождаются автоматически. Текущее состояние bootstrap-runtime’а (Plan 27, default с 2026-05-11): Boehm GC, measured pauses (см. nova_tests/concurrency/gc_pause_bench.nv) на x86_64-v3 Windows debug-build:

   • 10k objects × 20 rounds: max < 16ms, p99 ≈ avg ≈ 0ms (внутри тика GetTickCount64 — Windows timer gran 15.6ms).
   • 100k objects × 10 rounds: max < 16ms.
   • 1M objects × 3 rounds: max < 16ms.

   Это upper bounds через low-res timer; реальные pauses скорее всего меньше. Hi-res measurement (uv_hrtime) — отдельная задача после bootstrap.

   Дизайн-цель v1.0+: concurrent GC, p99 < 1ms на типичных workloads (decisions/05-memory.md#d6, Plan 25 G3b).

   Escape analysis оставляет на стеке всё, что не утекает (без GC overhead). Для real-time зон (звук, торговля, embedded) — блок realtime nogc { } (D64), внутри region { } для arena- allocations.

   Introspection API (Plan 32): gc.heap_size(), gc.collect(), gc.live_count() доступны без import.

3. Структурная типизация + вывод типов везде.

4. Protocols + data вместо классов. Никакого наследования. Структурные контракты через protocol (см. decisions/01-philosophy.md#d1, decisions/02-types.md#d42).

5. Контракты в сигнатуре. requires/ensures/invariant — опциональны, но проверяются статически где можно.

Что заимствует у кого

Tooling из коробки

Сегодня (bootstrap) — реализовано в nova CLI (nova-cli/):

• nova run file.nv — интерпретатор для скриптов
• nova build file.nv — статический бинарь через C-backend
• nova check file.nv — типечек + lint без запуска
• nova test [filter] — discovery + parallel прогон .nv тестов
• nova regen-runtime [--check] — регенерация std/runtime/*.nv stubs из runtime_registry.rs (Plan 13)
• Структурированные ошибки с EXPECT-маркерами для negative-тестов (D89)

Roadmap (не в bootstrap):

• nova fmt, nova lint, nova bench, nova doc
• nova check --fragment '...' — типечекинг одной функции без проекта
• nova run --record trace.nrec / nova replay trace.nrec — time-travel
• LSP — часть компилятора
• Пакетный менеджер — content-addressed (как Deno + Nix)
• Hot reload в dev-режиме
• AI-friendly патчи в diagnostic’ах (для LLM)

Что выкинуто из обычных языков

• Заголовочные файлы, namespaces, modules-vs-packages — один файл = модуль
• Null — только Option[T]
• Исключения как невидимое control flow — только эффект Fail[E]
• async/await ключевые слова — suspension это ambient runtime (D62), эффекты в типах: Net, Io, Db
• Перегрузка операторов на произвольные типы
• Макросы как препроцессор — только typed comptime (как Zig)
• Глобальное изменяемое состояние — mut поля/параметры (локально) или специализированные state-эффекты (Counter, Cache)
• DI через рефлексию — зависимости в эффектах или параметрах
• Mock-библиотеки — handler’ы из языка
• Скрытые импорты — каждый идентификатор виден откуда

Зарезервированные identifier’ы

Помимо grammar-keyword’ов (fn, type, effect, handler, let, if, match, return, … — около 38 слов), Nova имеет identifier’ы с зарезервированной семантикой. Они парсятся как обычные имена, но компилятор знает их специальное значение в определённых контекстах.

Эти identifier’ы можно переопределить локально (например, тип Net пользовательской библиотеки), но это — анти-паттерн. Линтер выдаст warning.

Главные trade-offs

1. Algebraic effects сложны в реализации — это передовой край PL, Koka работает 10+ лет и всё ещё академический.
2. Понимание эффектов — порог входа — решается только качеством сообщений компилятора. Если они академически точны и человечески непонятны — язык мёртв.
3. Performance эффектов требует агрессивной оптимизации (статический handler-резолюшн, инлайнинг).
4. Ставка на AI-кодинг как доминирующий тренд — статистически вероятна, но не гарантирована.
5. 9 из 10 таких проектов проваливаются. Это нормальный риск революционной попытки. Альтернатива — гарантированный «ещё один Nim».