Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Реализация PIL иллюстрирует способ, который позволяет легко расширять Python с помощью загружаемых расширений Python-интерпретатора, состоящих из объектного кода. Код библиотеки, реализующей основные операции над растровыми объектами, написан на С для обеспечения скорости. Более высокие уровни и программная логика, написанные на Python, работают медленнее, но проще для чтения, модификации и расширения.

Было бы сложно или даже невозможно написать аналогичный инструментарий на Emacs Lisp или shell, которые вообще не имеют или не документируют интерфейс C-расширений. Tcl имеет хорошие средства C-расширений, но программа PIL была бы неудобно большим проектом на Tcl. Подобные средства имеются в Perl (Perl XSO), но они представляют собой узкоспециальные решения, слабо документированы, сложны и нестабильны по сравнению со средствами Python, а также используются редко. Интерфейс машинно-зависимых методов в Java (Native Method Interface), вероятно, обеспечивает возможности, сравнимые с возможностями Python. Было бы, вероятно, рационально создать проект PIL на Java.

Код программы PIL и документация доступны на Web-сайте проекта <http://www.pythonware.com/products/pil/>.

14.4.7. Java

Язык программирования Java был разработан под девизом "написанное однажды работает везде" и предназначен для поддержки встроенных интерактивных программ (или аплетов) на Web-страницах, которые запускались бы из любого браузера. Благодаря серии грубых технических и стратегических просчетов правообладателя, корпорации Sun Microsystems, данный язык потерпел неудачу в достижении обеих первоначальных целей. Однако Java до сих пор достаточно силен как в системном, так и в прикладном программировании, чтобы составить конкуренцию С и С++. Язык Java был анонсирован в 1995 году.

Язык Java талантливо спроектирован для использования больших преимуществ автоматического управления памятью и меньших, но не менее важных, преимуществ

поддержки ОО-конструкции, будучи при этом меньше по размеру и сложности, чем С++. В данном языке заметно сохранен С-подобный синтаксис, который удобен большинству программистов. Java включает в себя поддержку внешних вызовов к динамически загружаемому С и вызовов Java как встроенного языка из С. Не случайно, что Sun выполнила большую работу по созданию хорошей документации по Java, доступной в Web.

Недостатком Java можно считать то, что (по сравнению, например, с Python) некоторые части языка представляются чрезмерно сложными, а другие неразвиты. Видимость классов Java и правила явного определения блоков являются вычурными. Такие функции, как внутренние и неименованные классы, могут привести к очень запутанному коду. Отсутствие надежных методов деструкторов означает, что трудно гарантировать соответствующее управление другими ресурсами, кроме памяти, например, мьютексами и блокировкой файлов. Значительная часть средств операционной системы Unix, включая сигналы, опрос и выбор, не доступна из Java в стандартной поставке. Несмотря на то, что в Java имеются очень мощные I/O-средства, простое чтение текстовых файлов затруднено.

Наблюдается и сложная проблема с библиотеками, подобная "аду DLL" в Windows. В Java отсутствует метод для управления различными версиями библиотек, что может привести к возникновению крупных проблем в таких средах, как серверы приложений, где сервер может поставляться с одной версией (например) XML-библиотеки, а приложение с другой (обычно более новой) версией. Единственной возможностью решения таких проблем является переменная среды CLASSPATH, источник хронических проблем внедрения.

Более того, Sun неразумно управляет Java как с политической, так и с технической точки зрения. Первый GUI-инструментарий Java, AWT был неорганизованной смесью, которую необходимо было в корне заменить. Отказ от стандартизации ECMA/ISO еще больше раздражал разработчиков, уже расстроенных положениями SCSL (Sun Community Source License — лицензия на исходный код в сообществе Sun). Ограничения данного документа препятствуют реализациям Java 1.2 с открытым исходным кодом и их спецификациям J2EE (Java 2 Enterprise Edition). Это дискредитирует исходные цели универсальной переносимости Java.

К сожалению, аплеты браузеров мертвы. Фактически их уничтожило решение Microsoft не поддерживать Java 1.2 в Internet Explorer. Однако язык Java, вероятно, нашел гарантированную нишу в экологии вычислений — "сервлеты", работающие внутри серверов Web-приложений. Java также все чаще используется для многих внутри корпоративных программных разработок, не связанных непосредственно с базами данных или Web-серверами. Данный язык становится главным конкурентом как для платформы Microsoft ASP/COM, так и для Perl CGI. Наконец, Java широко распространен и все больше используется как язык для обучающего, вводного программирования (роль, для которой он чрезвычайно хорошо подходит).

В целом объективно можно сказать, что Java превосходит С++ (который гораздо сложнее и имеет меньше средств для решения проблемы управления памятью) для всех задач, кроме системного программирования и большинства приложений, чувствительных к скорости выполнения. Опыт показывает, что Java-программисты менее склонны попадать в ловушку излишней ОО-иерархии, чем программисты С++, хотя это остается значительной проблемой.

Как Java достигнет равновесия с другими рассмотренными здесь языками до сих пор не ясно и может сильно зависеть от масштаба проекта. Можно ожидать, что соответствующая Java ниша будет подобна нише Python. Как и Python, Java не может конкурировать ни с С или С++ в отношении чистой скорости выполнения, ни с Perl в мелких проектах, где интенсивно используется шаблонное редактирование. Данный язык (более явно, чем Python) является избыточным для мелких проектов. Можно предположить, что Python получит преимущество в мелких проектах, a Java в более крупных, но окончательный результат будет ясен позднее.

Лучшим печатным справочником, вероятно, является книга "Java In A Nutshell" [19], она, однако, не является лучшим учебным пособием. Таким, вероятно, можно считать книгу "Thinking in Java" [17]. Ссылки на все мировые Web-сайты, посвященные Java, начинаются с сайта Java Sun <http://java.sun.com>, на котором также представлена полная HTML-документация, доступная для бесплатной загрузки. Полезные ссылки по Java также собраны на сайте проекта Open Directory Java Page <http://dmoz.org/Computers/Programming/Languages/Java/>.

Реализации Java доступны для всех Unix-систем, операционных систем Microsoft, MacOS и многих других платформ.

Исходные коды Kaffe, открытой реализации Java, в которой библиотеки классов согласуются с большей частью JDK 1.1 и частично с JDK 1.2, доступны на сайте проекта Kaffe <http://www.kaffe.org/>.

Существует Java-интерфейс для GCC. Программа GCJ способна компилировать Java-код либо в Java-байткод, либо в собственный код, а также Java-байткод — в собственный код. Данный компилятор поставляется в пакете с открытыми библиотеками классов, реализующими большую часть JDK 1.2, и интерпретатором Java-байткода, который называется gij. Подробности описаны на странице проекта GCJ <http://gcc.gnu.org/java/>.

Существует Java IDE-среда для Emacs, см. сайт проекта JDEE <http://jdee.sunsite.dk/>.

Java прекрасно переносится между платформами на уровне языка. Проблема может возникнуть из-за несовершенных реализаций библиотек (особенно ранних версий JDK 1.1, которые не поддерживают более новый пакет JDK 1.2).

Наилучшим качеством Java является то, что данный язык достаточно плотно приблизился к идеалу "написанное однажды работает везде", для того чтобы быть полезным в качестве независимой от операционной системы среды. Наибольший недостаток Java заключается в том, что дробление Java 1/Java 2 подрывает эту цель, глубоко разочаровывая разработчиков.

14.4.7.1. Учебный пример: FreeNet

Freenet — одноранговый сетевой проект, цель которого заключается в том, чтобы сделать невозможной цензуру и подавление информационного наполнения Web-страниц[122]. Разработчики Freenet предвидят несколько видов использования проекта.

• Неподконтрольное цензуре распространение спорной информации: Freenet защищает свободу слова, без цензуры разрешая анонимную публикацию различных материалов, от рядовой альтернативной журналистики до официально запрещенных разоблачений.

• Эффективное распространение информационного наполнения, требующего большой полосы пропускания: адаптивное кэширование и зеркала используются для распространения программных обновлений Debian Linux.

• Всеобщая публикация персональных материалов: Freenet позволяет иметь Web-сайт любому желающему без ограничения пространства или принудительной рекламы, даже если предполагаемый Web-мастер не имеет компьютера.

Freenet достигает этих целей путем обеспечения виртуального пространства для публикации документов, которое не связано с какой-либо определенной машиной. Опубликованная информация и внутренние индексы внутренних данных Freenet растиражированы и распространены в сети так, что даже администраторы проекта не знают, где в определенный момент времени расположены все физические копии. Конфиденциальность просмотра или подписки на информацию Freenet защищена с помощью строгой криптографии.