Искусство программирования для Unix - Реймонд Эрик Стивен

В статье утверждалось, что Unix и С обладают характеристиками вирусов и что в эволюционной борьбе конструкций программного обеспечения такие особенности, как простота реализации и переносимость, которые ведут к быстрому распространению (заражаемости), являются более эффективными, чем корректность и завершенность конструкции. Гэбриэл в своем предвидении так близко подошел к влиянию экспертной оценки на программное обеспечение с открытым исходным кодом, что сообщество открытого исходного кода приняло его как одного из своих теоретиков.

Не так часто вспоминается то, что главный аргумент Гэбриэла относился к весьма специфическому компромиссу между сложностью реализации и сложностью интерфейса, который довольно точно вписывается в рассмотренные выше категории. Гэбриэл сопоставляет философию MIT, в которой наиболее ценится простота интерфейса, с философией Нью-Джерси, где выше всего ценится простота реализации. Затем он утверждает, что хотя MIT-философия приводит к появлению программного обеспечения, которое абстрактно лучше, модель Нью-Джерси (худшая) обладает лучшими характеристиками распространения. Со временем люди уделяют больше внимания программному обеспечению, написанному в стиле Нью-Джерси, поэтому оно быстрее улучшается, и худшее становится лучшим.

В действительности, философия MIT и Нью-Джерси имеет аналоги как конфликтующие направления в самой Unix-традиции проектирования. Один тип Unix-мышления придает особое значение небольшим точным инструментам, конструкциям, разработанным с нуля, а также простым и последовательным интерфейсам. Дуг Макилрой решительно отстаивает данную точку зрения. Другой тип мышления акцентирует внимание на простых реализациях, которые работают и быстро распространяются, даже если используются методы грубой силы, а некоторые граничные случаи необходимо устранить. Код Кена Томпсона, а также его принципы программирования часто и очевидно склоняются к этому направлению.

Конфликт между данными подходами возникает именно потому, что иногда программист может получить простой интерфейс, если согласен заплатить за него сложностью реализации, и наоборот. Оригинальный пример Гэбриэла о том, как системные вызовы, выполняющие длительные операции, обрабатывают прерывания, которые не способны удержать или замаскировать, до сих пор остается одним из лучших. В MIT-философии правильный путь заключается в выходе из системного вызова и автоматическом его возобновлении, как только прерывание будет обработано. Данную методику труднее реализовать, однако она ведет к созданию более простого интерфейса. В философии Нью-Джерси системный вызов возвращает ошибку, указывающую на то, что вызов был прерван и пользователь должен перезапустить его. Такой подход значительно проще в реализации, но приводит к программному интерфейсу, который труднее использовать.

На практике применяются оба подхода. Unix-разработчики старой школы немедленно подумают о сравнении System V и BSD-стилей обработки программных сигналов. Последний следует MIT-философии, тогда как System V-стиль происходит из Нью-Джерси. В основе выбора между ними лежит сложный вопрос, который непосредственно не касается распространения программного обеспечения: если цель заключается в ограничении глобальной сложности, что разработчик охотнее всего принесет в жертву? Что ему следует принести в жертву?

Одним эпохальным примером, не упомянутым Гэбриэлом, являются распределенные гипертекстовые системы. Ранние проекты распределенных гипертекстовых систем, такие как NLS и Xanadu, были жестко ограничены предположениями MIT-философии о том, что ссылки, указывающие на несуществующий объект, являются недопустимой неполадкой в пользовательском интерфейсе. Это ограничивало системы либо просмотром только контролируемого, закрытого набора документов (как, например, на одном CD-ROM), либо реализацией различного тиражирования со все возрастающей сложностью, кэширующих и индексирующих методов в попытке предотвратить случайное исчезновение документов. Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) разрубил этот гордиев узел, разрешив проблему в классическом стиле Нью-Джерси. Простота реализации, достигнутая им благодаря разрешению ответа "404: Not Found", была тем, что сделало систему World Wide Web достаточно легковесной, чтобы она могла успешно распространяться.

Сам Гэбриэл придерживался мнения о том, что "худшее" более заразительно и, в конце концов, стремится к победе. Несмотря на это, он неоднократно публично менял свое мнение относительно основополагающего вопроса, связанного со сложностью: сложность — это хорошо или плохо? Его непостоянство отражает множество продолжающихся споров в Unix-сообществе.

Автору данной книги не представляется возможным сформулировать универсальный ответ. Как и большинство других важнейших вопросов в данной главе, хороший вкус и инженерное мышление предполагают различные ответы в разных ситуациях. Важно развить привычку тщательно обдумывать данную проблему для всех и для каждой разрабатываемой конструкции. Как отмечалось ранее при обсуждении модульности программного обеспечения, сложность сопряжена с затратами, которые необходимо весьма тщательно предусматривать.

13.1.3. Необходимая, необязательная и случайная сложность

В идеальном мире Unix-программисты создавали бы только небольшие, совершенные "жемчужины программирования", каждая из которых была бы минимальной, изящной и безупречной. Однако одной из негативных черт реальности является то, что она часто ставит сложные проблемы, требующие сложных решений. Невозможно управлять реактивным лайнером с помощью изящной процедуры из десяти строк кода. Существует слишком много блоков оборудования, множество каналов и интерфейсов, множество различных процессоров, т.е. слишком много различных подсистем, определенных независимыми разработчиками, которые часто не согласны друг с другом даже в фундаментальных вопросах. Даже если предположить, что разработчик добился успеха в изящной реализации всех отдельных частей программного обеспечения для авиационной электронной системы управления, в ходе их интеграции, вероятно, будет создан большой, сложный и нечеткий код с одним достоинством — он действительно будет работать.

Реактивные самолеты обладают необходимой сложностью. Существует довольно четкая грань, за которой невозможно принести в жертву функции в обмен на простоту, поскольку самолет должен оставаться в воздухе. Благодаря самому этому факту, разработчики авиационных электронных систем управления не склонны втягиваться в "религиозные войны" в вопросе сложности, Unix-программисты также часто избегают их.

Конечно, реактивные авиалайнеры не застрахованы от системных сбоев, возникающих из-за чрезмерной сложности. Но вопросы проектирования проще распознать и проанализировать в программном обеспечении, для которого требования более гибкие, а поиски компромисса между предполагаемыми функциями и сложностью просты. (Здесь и далее в настоящей главе понятие "функции" используется в весьма широком смысле, который включает в себя различные элементы, такие как прирост производительности или общая степень изысканности интерфейса.)

Для того чтобы добиться более яркого видения проблемы, необходимо начать с определения отличия между случайной сложностью и необязательной сложностью85. Случайная сложность возникает вследствие того, что разработчик не нашел простейшего способа реализации заданного набора функций. Такая сложность преодолевается благодаря хорошему проектированию или хорошему перепроектированию. С другой стороны, необязательная сложность связана с некоторой желаемой функцией. Необязательная сложность может быть устранена только путем изменения целей проекта.

Когда разработчики не могут отличить необязательную сложность от случайной, споры по поводу проекта создают тупиковую ситуацию. Вопросы о том, каковы цели проекта, смешиваются с вопросами об эстетике простоты и о том, кто умнее среди участников спора.