Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Таким образом, одной из классических моделей интерфейсов является CLI-сервер. CLI-сервер — программа, которая при запуске в привилегированном режиме имеет простой CLI-интерфейс, считывающий данные со стандартного ввода и отправляющий данные на стандартный вывод. Когда сервер запускается в фоновом режиме сервер, он обнаруживает это и подключает свой стандартный ввод и вывод к определенному TCP/IP-порту.

В некоторых вариантах данной модели сервер по умолчанию переводится в фоновый режим, а для того чтобы он оставался в привилегированном режиме, в командной строке необходимо использовать определенный ключ. Но еще более важно то, что большая часть кода "не знает" и "не заботится" о том, работает ли программа в привилегированном режиме или запущена как управляющая TCP/IP-программа.

Серверы POP3, IMAP, SMTP и HTTP обычно соответствуют данной модели. Ее можно комбинировать с любыми моделями клиент/сервер, описанными ранее в данной главе. HTTP-сервер также может функционировать в качестве управляющей программы. CGI-сценарии, которые создают большую часть интерактивного содержания в Web, выполняются в обеспеченной данным сервером специальной среде, где они могут принимать ввод (из аргументов) из стандартного ввода и записывать сгенерированные в результате своей работы HTML-страницы в стандартный вывод.

Хотя данная модель весьма традиционна, термин "CLI-сервер" впервые введен в употребление автором данной книги.

11.6.10. Модель интерфейсов на основе языков

В главе 8 рассматривались узкоспециальные мини-языки как средства перемещения спецификации программ на более высокий уровень с приобретением гибкости и сокращением количества ошибок. Благодаря этим достоинствам CLI-интерфейс на основе языков сегодня во многом определяет стиль Unix-интерфейсов.

Сильные стороны данной модели хорошо иллюстрируются приведенным ранее в данной главе учебным примером, в котором комбинация утилит dc(1)/bc(1) сравнивается с программой xcalc(1). Преимущества, отмеченные ранее (выигрыш в выразительности и возможностях использования в сценариях), типичны для мини- языков. Они обобщаются в других ситуациях, в которых обычно приходится последовательно выполнять сложные операции в специализированной прикладной области. Довольно часто, в отличие от примера с калькулятором, мини-языки также обладают явным преимуществом лаконичности.

Одной из наиболее мощных моделей проектирования в Unix является комбинация клиентского GUI-интерфейса с серверной частью, представленной CLI-мини-языком. Хорошо спроектированные примеры данного типа неизбежно сложны, но часто являются более простыми и гибкими, чем большой объем уникального кода, который понадобился бы для решения даже небольшой части тех задач, которые способен решить мини-язык.

Данная общая модель, без сомнения, не является уникальной для Unix. Современные пакеты приложений для работы с базами данных в большинстве операционных систем обычно состоят из одного или нескольких GUI-клиентов и генераторов отчетов, каждый из которых обращается к общему серверу, используя язык запросов, такой как SQL. Однако данная модель развивалась преимущественно в Unix-среде и до сих пор остается в ней гораздо более понятной и применяется шире, чем в каких-либо других операционных системах.

Когда клиентская и серверная части системы, удовлетворяющей данной модели проектирования, скомбинированы в одной программе, то о такой программе часто говорят, что она имеет "встроенный язык сценариев". В Unix-среде одним из наиболее известных экземпляров данной модели является редактор Emacs. Некоторые преимущества Emacs рассматриваются в главе 8.

Другим хорошим примером является средство script-fu программы GIMP. GIMP — мощный графический редактор с открытым исходным кодом, имеющий GUI-интерфейс, подобный интерфейсу программы Adobe Photoshop. Средство script-fu позволяет использовать функции GIMP в сценариях, написанных на языке Scheme (диалект Lisp). Доступно также написание сценариев на языках Tcl, Perl или Python. Программы, написанные на любом из указанных языков, могут вызывать внутренние функции GIMP через его интерфейс подключаемых подпрограмм. Демонстрационное приложение для данного средства представлено на Web-странице[106], позволяющей создавать простые логотипы и графические кнопки посредством CGI-интерфейса, который передает сгенерированную Scheme-программу экземпляру GIMP и возвращает завершенное изображение.

11.7. Применение Unix-моделей проектирования интерфейсов

Для того чтобы облегчить написание сценариев и создание конвейеров, разумно выбрать простейшую из возможных моделей интерфейса, т.е. модель с минимальным числом каналов к окружению и наименьшей интерактивностью.

При описании многих однокомпонентных моделей подчеркивалось, что соответствующая программа после запуска не требует взаимодействия с пользователем. Если ожидается, что "пользователем" часто будет другая программа (которой, естественно, не достает гибкости человеческого мозга), то это является очень ценной особенностью, максимальной увеличивающей возможность использования программы в сценариях.

Выше уже говорилось, что в различных моделях оптимизированы характеристики, ценные в различных обстоятельствах. В частности, существует жесткое и давнее противоречие между GUI-интерфейсами, а также моделями, подходящими для начинающих и нетехнических конечных пользователей (с одной стороны), и интерфейсами, которые обслуживают опытных пользователей и максимально расширяют возможности использования программ в сценариях (с другой стороны).

Один из способов обойти эту дилемму заключается в создании программ с различными режимами, представляющими несколько моделей. В данном случае замечательным примером является Web-браузер lynx(1). Обычно lynx имеет rogue-подобный интерфейс для интерактивного использования, но может быть вызван с параметром -dump, превращающим его в программу-источник, форматирующую указанную Web-страницу в текст, который распечатывается на стандартный вывод.

Однако подобные двухрежимные интерфейсы обычно не применяются, когда программа должна иметь действительно графический пользовательский интерфейс. Причины этого частично являются историческими, но главная причина — необходимость управлять глобальной сложностью. GUI-интерфейсы склонны требовать сложной начальной конфигурации и большого количества специализированного кода. Наличие данных особенностей в более простых моделях небезопасно. В худшем случае двухрежимная программа (работающая как с GUI-интерфейсом, так и без него) может потребовать двух отдельных циклов интерпретации команд, а также выполнения других условий, подразумевающих распухание кода и потенциальную несовместимость.

Таким образом, когда выбор "простейшей модели" противоречит созданию GUI-интерфейса, Unix-способом будет разделение программы на две части согласно модели "разделение ядра и интерфейса".

В сущности, комбинируя идею из главы 7 с описанной выше, можно определить новую модель проектирования, возникшую в Linux и других современных Unix-системах с открытым исходным кодом. В этой модели GUI-интерфейсы являются не просто вынужденными дополнениями, а определяют перспективное направление для приложения усилий многих разработчиков.

11.7.1. Модель многопараметрических программ

Многопараметрическая (polyvalent) программа обладает рядом характерных особенностей.

1. Прикладная логика программы находится в библиотеке с документированным API-интерфейсом, который может быть связан с другими программами. Интерфейсная логика программы для связи с внешним миром представляет собой тонкий уровень над библиотекой. Или, возможно, существует несколько уровней с различными стилями пользовательского интерфейса, к любому из которых можно подключить данную библиотеку.

2. Одним из режимов пользовательского интерфейса является модель "заклинания", модель компилятора" или CLI-модель", в которой интерактивные команды выполняются в режиме пакетной обработки.

3. Одним из режимов пользовательского интерфейса является GUI-интерфейс, либо связанный непосредственно с основной библиотекой, либо функционирующий как отдельный процесс, управляющий CLI-интерфейсом.

4. Одним из режимов пользовательского интерфейса является интерфейс сценариев, использующий один из современных универсальных языков сценариев, например Perl, Python или Tcl.

5. Не обязательное дополнение: одним из режимов пользовательского интерфейса является rogue-подобный интерфейс, в котором используется библиотека curses(3).

В наибольшей степени данной модели в настоящее время соответствует пакет GIMP.