读书笔记2014第17本：《代码的未来》

要去西南出差了，却从自己的书架上和Kindle中找不出感兴趣的书来，临出发前去老SUN屋里寻摸一圈，选中了《代码的未来》这本书。选中它的原因有几条：Ruby之父写的书，作者是日本人，日本人写的书一般比较实用、也想了解一下Ruby、翻目录时发现有Go、Dart、CoffeeScript、Lua几个新语言的对比分析、老SUN说网上对此书评价不错。

飞机上看了一路，一口气读了前2章，90多页，对各种语言中的关键特性分析得相当到位，对语言的发展历史有了概括性的了解。出差后白天忙工作，晚上把剩下的部分快速读完了，后面三章的内容对我来说吸引力就不够了，可能是技术性太强了，我们不会研究到这么深，只会去用别人写好的现成的框架。

第一章 编程的时间和空间

一开始作者从编程的本质入手，编程就是创造出一种人类和计算机都能够理解的语言（编程语言），并通过这样的语言将人类的意图传达给计算机，这样的行为就叫做编程。自然语言的歧义性太强，将来的用户界面肯定是全面的语音输入应该没有问题，但用语音把问题全部说出来，交给计算机去实现，现在看来还是相当有难度，假如将来实现了，那么程序员是不是要下岗了？还是都转入到更底层的代码的编写中去？

编程是一项创造性的工作，能够按照自己的意愿来创造世界，正是编程的最大魅力所在。想起高中时录入的几行BASIC代码，能够完成繁琐的计算，就想着自己编写一个小游戏会是什么情况呢？从而爱上了编程这项工作而一发不可收拾。

计算机语言的发展与摩尔定律也有非常大的联系，但计算机的算法改变得并不大，特别是一些古老的基础算法仍在大量使用。摩尔定律现在基本还有效，但CPU主频的提高已基本到了极限，将来多核技术、内存容量增大、硬盘向SSD转变将会成为主流。我们的程序和算法需要如何适应这些变化呢？

这时想起当孩子小的时候，我启蒙性地让她看了看LOGO语言，让她操纵小海龟在屏幕上画出奇妙的图案，她确实感觉非常神奇，但对动手创造新的世界并无太大的乐趣，可能女孩子的天性并不喜欢这些东西吧，难怪女程序员如此之少。我也不想强行给孩子灌输什么编程技术，毕竟软件开发仍是一件非常辛苦的工作，还是别让孩子整天面对代码过日子吧。

作者也大胆地对未来进行了预测，IT技术变化日新月益，5年就会发现很大的变化。价格下降、性能提高、容量增大、带宽增加，而且这些项都是按指数关系发展的，这些构成了IT技术预测的基础。在这些增长方面，存储容量的增大好像更快，而数据传输速度增加并没有那么快，这些发展的不平衡也会左右我们的未来。

编程人员的思路果然离不开编程，作者采用极限编程XP的思路来预测一下未来。当把几项指标都调到极大，世界会是什么样子？

计算机价格低得跟白菜一样，现在的智能家电已经看出一些趋势了。将来的世界肯定布满了芯片，物联网看来真是大势所趋。地板是智能地板、手表是智能手表、灯是智能灯、杯子是智能杯子、智能箱子，这些都在出现，将来的术语肯定不再使用“智能”这么俗的字眼，默认就是带计算机芯片的设备，便地都是计算机了，看来程序员事情更多了，任务更复杂了。

计算机性能非常强会发生什么？将来我的笔记本配置会是1024核？多核CPU并行编程肯定要有新的发展，如果哪项编程语言有这种特点，应该是需要重点关注的语言。可能作者把Go语言排在比较靠前就是这个原因吧。

容量非常大？我的笔记本电脑会配置1EB硬盘？不，硬盘已经没有了，内存与硬盘已经合2为1了，因为内存也已经是白菜价了，配置1TB内存？其它东西都存在云端了，没必要管什么容量问题了，因为带宽不成问题，从网络上读写10G数据也是几秒的事情？malloc()你就尽情地分配个八维数组吧，别去管什么内存溢出之类的异常，哈哈。现在以SSD为基础的数据库系统和大数据分析技术已经出来了。

网络带宽1Gbit/s？计算机刚问世时，那是一个中央集权的时代，一台大型计算机，周围只有一些终端。当人手可以有一台计算机时，出现了C/S系统。当WWW浏览器在全世界普及时，B/S方式的中央集权开始复辟。现在JavaScript在浏览器上大行其道，实际上又是C/S换个马甲复活了。如果B/S是趋势，那你配置那么强大的个人电脑又有什么用处呢？不，每台电脑本身也是网络云计算中的一个节点，你必须提供计算资源，才能访问别人的服务？

第二章 编程语言的过去、现在和未来

2.1编程语言的世界

这里提到了打孔纸带、巴贝奇的差分机、女程序员Ada、第一台计算机ENIAC，至于到底谁是真正的第一那是历史学家的事了。计算机语言主要介绍了FORTRAN、COBOL、LISP、SNOBOL语言，然后讲到了当前的主流语言。

100年后的编程语言会是什么样子？变化不大？使用编程语言来编程的这个行为已经不存在了？发明了更高抽象度写法的编程语言？反正俺是看不到了。

20年后的编程语言是什么样子？肯定会在多CPU协作和多机分布式处理方面更加强大。当前的线程编程模型实在太让程序员痛苦了。

2.2 DSL（特定领域语言）

外部DSL是由专用的语言引擎来实现的DSL，可以高度自由的定制，但学习成本比较高。 YAML、JSON、正则表达式都可以称为外部DSL。XML非常通用，但描述冗长，不适合阅读和程序编写，将来会如何改进？

内部DSL则寄宿在某一编程语言的基础上，这样就不需要再学一门新的语言，宿主语言的语法等都可以拿来使用，节约了大量的程序开发时间。

实际上设计一堆API的过程，就是一种设计DSL的过程。

我也曾经想把工区底图和剖面程序DSL化，核心程序员开发好组件库，其他程序员只需要这样写就行了：

a = Basemap.New

a.AddImage(image, 0, 0, 1, 1)

a.AddSurvey(...)

survey.Hide

SeismicLine.Show zxcVolume inline 200

......

可惜在C#里实现内部DSL还是相当辛苦，只能暂时用API了。

作者认为Lisp、Smalltalk和Ruby适合用作内部DSL的语言，这可能与它们的元语言编程特性有关吧。

DSL 设计的构成要素：上下文、语句、单位、词汇、层次结构，这些概念我还暂时领会不了。

2.3 元编程

用程序来编写程序就是元编程Metaprogramming。这时又想到了数字油田中整天都说到的元数据，存储这些元数据固然重要，但脱离应用的元数据肯定收集不上来，必无生存之地。如果元数据和元编程都实现了，程序员获取数据的逻辑应该就是像well1.GetWellLog(“AC”)这样？你既不需要写SQL，也不需要写ORM映射关系，也不需要写实体类，写起来是方便了，但好像学习起来难度更大了。

在Java和C#中主要都是通过反射Reflection来获取和变更程序本身的信息，而Ruby的元编程相当强大，可以用几行代码生成100个方法，而在Java和C#中就只能通过编写专门的代码生成器了。

Lisp中的程序是用S表达式来表示的，其程序和数据是完全等同的， 所以元编程已经深深融入到Lisp中了。

元编程很强大，但也不能用得太多，否则理解源代码就很困难。

2.4 内存管理

垃圾收集GC的三种方式：标记清除、复制收集、引用计数。引用计数方式的原理和实现虽然简单，但缺点也很多，因此最近基本上不再使用。想想Qt中的内存管理也是采用引用计数，让程序员去决定何时增1、减1真是一种痛苦。

新的垃圾收集算法有：分代回收、增量回收、并行回收。

还有一位IBM的学者将物理学上的大统一理论（Grand Unified Theory，简称GUT）用于垃圾收集，统一为跟踪回收和引用计数。

2.5 异常处理

现在的高级语言都有异常处理机制，让程序员可以更方便地处理异常。传统的用特殊返回值的方法，容易让原来正常的程序被错误处理代码所埋没。

Java 的检查型异常强制让编译器检查异常，有时确实不方便。异常之所以被称为异常，本来就因为它很难事先预料到。明知如此，还非要在代码中强制性事先对异常做好声明，以避免产生编译错误，这实在是太痛苦了。

Ruby中的ensure、rescue和retry参考了Eiffel语言的保留字。

2.6 闭包

学Haskell语言时，我以前认为闭包Closure就是指高阶函数，可以把函数当参数传递给函数。

C语言中函数指针的最大弱点是无法实现对外部局部变量的访问。能够对外部变量进行访问（引用、更新），是闭包的构成要件之一。

第三章 编程语言的新潮流

在这一章中作者主要介绍四种编程语言Go、Dart、CoffeeScript和Lua。看到这里我打开了TIOBE关于软件编程语言的排行榜（截止到2014年11月），Go语言排名在20名之外（排名46），Dart排名22，CoffeeScript没看见，可能合并在JavaScript中了，Lua排名41。

Java稳居第2，JavaScript跃居第7，Ruby有点下降，处于第18名，而发展最快的R和Swift没有出现在作者的书中。

3.1 语言的设计

静态类型的语言编译期间就能发现更多的BUG，更容易阅读和理解。而动态类型语言的优点在于其简洁性和灵活性。

鸭子类型Duck Typing：如果像鸭子一样走路，像鸭子一样呱呱叫，则它一定是一只鸭子。

3.2 Go（排名46）

可以称之为现代版的C语言。声称为New（新的）、Experimental（实验性的）、Concurrent（并发的）、Garbage-collected（带垃圾回收的）、Systems（系统级）的语言。作者最看好它，可能主要是因为它内置支持并发编程，再就是它系出名门吧。

3.3 Dart（排名22）

Dart想取代JavaScript，但后者已经拥有了大量用户，看来Dart的前途并不光明。

3.4 CoffeeScript

JavaScript被投入了大量资金进行不断发展，其速度已经越来越快。既然JavaScript地位越来越重要，能不能既不抛弃JavaScript，又克服其缺点呢？CoffeeScript就是这种思路，它的编译器实现上就是JS写成的，CoffeeScript程序会完全编译为JS代码去执行，其发展值得期待。 

3.5 Lua（排名41）

Lua重点在嵌入式领域，以轻量、高速和响应快为特色。

第四章 云计算时代的编程

从这一章开始，读起来兴趣不大了，简单了解几个概念吧。

4.1 可扩展性

从简单的二分法查找，讲到散列表和布隆过滤器，又讲到了分布环境中的DHT（分布式散列表）、Roma（键值存储数据库）和MapReduce。

4.2 C10K 问题 

C10K是Client 10000 Problem的缩写，指“在同时连接到服务器的客户端数量超过10000个的环境中，即使硬件性能足够，依然无法正常提供服务”。epoll、libev和EventMachine，这些就不明白了。

4.3 HashFold

不感兴趣。

4.4 进程间通信

看Ruby 实现的网络服务器代码是相当的简洁，以后有机会可以一试。

4.5 Rack 与Unicorn

不感兴趣。

 

第五章 支撑大数据的数据存储技术

这章已经超出了我的理解范围，列几个术语吧，CAP、NoSQL、MongoDB、OD Mapper、VoltDB、memcached、Redis。 

第六章 多核时代的编程

这章中提到了UNIX中的管道功能，真是相当的优美和强大，相比之下，Windows中的管道却是通过临时文件模拟实现的，相当的垃圾。

其它关于非阻塞I/O、node.js 、EventMachine的内容暂时在我的兴趣之外。

关于进程间通信，作者提到了ZeroMQ，是一种为分布式应用程序开发提供进程间通信功能的库。有机会可以一试。