Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Важными факторами представляются эффективность и ощутимая польза. Для rogue-подобных программ характерна более высокая скорость работы и легковесность по сравнению с их ближайшими GUI-конкурентами. С точки зрения скорости запуска и выполнения, использование rogue-подобной программы в Xterm может быть более предпочтительным по сравнению с запуском GUI-интерфейса, который потребляет солидные ресурсы, устанавливая параметры дисплея и впоследствии медленнее отвечая на запросы пользователя. Кроме того, программы на основе рассматриваемой модели могут применяться на telnet-каналах или низкоскоростных коммутируемых соединениях, для которых X-средства недоступны.

Владеющие "слепым" методом набора операторы предпочитают rogue-подобные программы, поскольку, работая с ними не нужно снимать руки с клавиатуры и перемещать мышь. Имея выбор, такие операторы предпочтут интерфейсы, сокращающие нажатия клавиш, находящихся выше клавиши "home". Возможно, это наибольшая весомая причина популярности редактора vi(1).

Но, более важно то, что rogue-подобные интерфейсы являются предсказуемыми и экономно используют площадь X-дисплея. Они не загромождают дисплей множеством окон, элементами управления, диалоговыми окнами и другим GUI-снаряжением. Это делает данную модель подходящей для использования в программах, которые совместно с другими программами должны часто разделять внимание пользователя (это особенно характерно для редакторов, почтовых программам, программам чтения новостей, chat-клиентов и других коммуникационных программ).

Наконец (и, вероятно, это наиболее важно), rogue-подобная модель часто более, чем GUI, привлекает пользователей, которые ценят лаконичность и выразительность командного набора достаточно высоко для того, чтобы принять дополнительную мнемоническую нагрузку. Выше отмечалось, что существуют весомые причины для того, чтобы такой подход становился более распространенным по мере роста сложности задач, частоты использования и опыта пользователей. Данная модель соответствует предпочтениям таких пользователей, одновременно поддерживая GUI-подобные элементы непосредственного управления, которые не способна поддерживать ed-модель. Таким образом, rogue-подобная модель имеет не только худшие свойства обоих типов интерфейса, но и способна собрать в себе некоторые лучшие их черты.

11.6.8. Модель "разделения ядра и интерфейса"

В главе 7 рассматривались доводы против создания крупных однопроцессных монолитов, а также обсуждалась возможность понижения глобальной сложности программ путем их разделения на взаимодействующие блоки. В мире Unix данная тактика часто реализуется путем отделения "ядра" программы (основных алгоритмов и логики, специфической для данной прикладной области) от "интерфейсной" ее части (которая принимает пользовательские команды, отображает результаты, а также может предоставлять такие службы, как интерактивная справочная система или история команд). В сущности, данная модель обособленного ядра и интерфейса, вероятно, является наиболее характерной моделью проектирования интерфейсов в Unix.

Другими более очевидными кандидатами для такого разграничения были бы фильтры. Однако фильтры в не-Unix-средах встречаются чаще, чем пары ядро/интерфейс с двунаправленной передачей данных между ними. Имитировать конвейеры просто. Сложно реализовать более развитые IPC-механизмы, необходимые для пар ядро/интерфейс.

Оуэн Тейлор (Owen Taylor), куратор библиотеки GTK+, широко используемой для создания пользовательских интерфейсов в системе X, превосходно показал технические преимущества данного вида разделения в конце своей заметки "Why GTK_MODULES is not a security hole" <http://www.gtk.org/setuid.html>. Он заканчивает статью так: "Безопасной setuid-программой является программа в 500 строк кода, выполняющая только то, что необходимо, а не библиотека в 500 000 строк, основной задачей которой является поддержка пользовательских интерфейсов".

Эта идея не нова. Ранние исследования сотрудников центра Xerox PARC в области графических пользовательских интерфейсов привели их к созданию схемы "модель-отображение-контроллер" (model-view-controller) как прототипа для GUI-интерфейсов.

• "Модель" в данном случае — то, что в мире Unix обычно называется "ядром" (engine). Модель содержит структуры данных, зависящие от предметной области, и логику приложения. Серверы баз данных являются основными примерами моделей.

• В часть "отображение" входит то, что приводит объекты предметной области в визуальную форму. В приложении с действительно четко разделенными "моделью/отображением/контроллером" компонент отображения извещается об обновлениях модели и отвечает скорее самостоятельно, а не под синхронным управлением контроллера или явных запросов на обновление.

• Компонент "контроллер" обрабатывает пользовательские запросы и передает их модели в виде команд.

На практике части "отображение" и "контроллер" часто сильнее связаны друг с другом, чем с моделью. Например, в большинстве GUI-интерфейсов комбинируется поведение частей "отображения" и "контроллера". Они разделяются только в тех случаях, когда приложение требует нескольких видов отображения модели.

Схема модель/отображение/контроллер в операционной системе Unix распространена гораздо шире, чем в других средах, именно потому, что существует прочная традиция "решать одну задачу хорошо", а IPC-методы являются одновременно простыми и гибкими.

Особенно мощная форма данной методики связывает интерфейс политики (часто GUI-интерфейс, комбинирующий функции отображения и контроллера) с ядром (моделью), который содержит интерпретатор для узкоспециального мини-языка. Данная модель проектирования рассматривалась в главе 8, где основное внимание было уделено конструкциям мини-языков. Здесь рассматриваются различные способы, с помощью которых такие ядра могут формировать компоненты более крупных систем кода.

Существует несколько основных вариантов данной модели проектирования.

11.6.8.1. Пара конфигуратор/актор

В данной паре интерфейсная часть управляет средой запуска фильтра или программы, подобной демону, которая затем выполняется, не требуя пользовательских команд.

Хорошим примером пары конфигуратор/актор являются программы fetchmail(1) и fetchmaileonf(1) (которые уже использовались как учебные примеры воспринимаемости и создания программ, управляемых данными, а также рассматриваются в главе 14 как учебные примеры использования языка Python). Утилита fetchmailconf представляет собой интерактивный конфигуратор файлов профилей, который поставляется с программой fetchmail. fetchmailconf также может служить в качестве GUI-упаковщика, который запускает fetchmail либо в приоритетном, либо в фоновом режиме.

Данная модель проектирования позволяет обеим программам, fetchmail и fetchmailconf, специализироваться в том, что они делают хорошо, и конечно, позволяет писать их на различных языках, которые целесообразно использовать в данных предметных областях. Программу fetchmail, которая обычно запускается в фоновом режиме как демон, не требуется объединять с GUI-кодом, и наоборот, fetchmailconf может специализироваться на сложном GUI-представлении, не требуя от fetchmail затрат размера и сложности. Наконец, ввиду того, что информационные каналы между ними являются узкими и четко определенными, остается возможность управлять программой fetchmail из командной строки, а также из сценариев, отличных от fetchmailconf.

Термин "конфигуратор/актор" придуман автором данной книги.

11.6.8.2. Пара спулер/демон

Облегченный вариант пары конфигуратор/актор может оказаться полезным в ситуациях, когда требуется сериализованный доступ к общему ресурсу в пакетном режиме, т.е. когда четко определенный поток заданий или последовательность запросов требует некоторого совместно используемого ресурса, но ни одна отдельная задача не требует взаимодействия с пользователем.

В данной модели спулер или клиентская часть просто помещает запросы на выполнение заданий и данные в спул-область. Запросы на выполнение заданий и данные — просто файлы, а спул-областью, как правило, является каталог. Расположение данного каталога и формат запросов согласовывается между спулером и демоном.

Демон постоянно работает в фоновом режиме, опрашивая спул-каталог в поисках задания. Когда он находит запрос на выполнение задания, то пытается обработать связанные с ним данные. Если обработка прошла успешно, то запрос и данные из спул-области удаляются.

Классическим примером данной модели является система спулера печати Unix, lpr(1)/lpd(1). Интерфейсной частью в данном случае является утилита lpr(1), просто помещающая предназначенные для печати файлы в спул-область, которая периодически сканируется демоном lpd. Задача данного демона — сериализация доступа к печатающим устройствам.