Еще одна вещь, от которой освобождает литературное программирование, - размер функции. В идеале функция должна целиком помещаться на экране, чтобы ее можно было прочитать всю сразу. Если это не так, приходится создавать намного больше функций, а если такие функции ничего не добавляют системе, то становятся бесполезным шумом.
Благодаря Кнуту можно взять по отдельности все аспекты этой функции, которые могут быть тесно связаны между собой, но при этом объем слишком велик. Литературное программирование позволяет снабдить каждый элемент чего-то большого четкой описательной меткой и сказать: "Эта функция включает:" - и привести список этих меток. Почти то же самое можно сделать с помощью функций, но в этом случае придется вникать во взаимодействие ее элементов и так далее. При этом вводятся новые структуры, которые, собственно говоря, не решают никаких задач.
В идеале я хотел бы увидеть языки программирования, спроектированные специально для литературного программирования. Кнут удачно применил свою идею к Паскалю и Си, но мне хочется видеть новые языки, целиком и полностью разработанные именно для таких задач.
Сейбел: Вы читали программы Кнута, написанные в этом стиле?
Крокфорд: Конечно.
Сейбел: Как вы их читали? Как роман?
Крокфорд: Да, как роман. Я больше читал его книг, чем его программ, но мне действительно нравится, как он располагает код; пишет он действительно здорово, иногда даже вставляет небольшие шутки. Читать его программы действительно приятно.
Сейбел: Что именно вы выносите из них для себя? Вот вы прочли его книгу про ТеХ. Готовы ли вы добавлять новые возможности в ТеХ, или просто восхищаетесь тем, какой Кнут классный парень?
Крокфорд: Отличный вопрос. Я ознакомился с книгой про ТеХ, но читал ее без намерений что-то в нем изменять. Я читал просто с целью посмотреть, что же он такое сделал. Больше всего меня интересовало, как он реализовал разбиение строк, и эту часть я прочел с особым вниманием: я хотел прежде всего разобраться в алгоритме, а не понять, как работает код, чтобы его потом изменять или повторно использовать. Конечно, если бы я намеревался влезть в саму программу, я бы читал книгу по-другому.
Сейбел: Часто ли вы читаете код, написанный в литературном стиле или в каком-то еще, просто для удовольствия?
Крокфорд: Да. Но на самом деле не так-то просто найти код, который можно читать просто для удовольствия. Кнут написал кое-что. Фрейзер и Хэнсон создали компилятор Си в стиле литературного программирования - он очень классный. Но примеров не так много. Очень жаль. Это может говорить о том, что литературное программирование, возможно, потерпело неудачу.
Сейбел: А как насчет главного труда Кнута, "Искусства программирования"? Вы из тех, кто прочел его от корки до корки, или используете его как справочник, или просто поставили на полку и никогда в нее не заглядываете?
Крокфорд: Все что угодно, кроме последнего. Когда я учился в колледже, то пару месяцев не платил за квартиру, чтобы купить его книги. Я читал их и находил там шутки, например в содержании первого тома, но понимал далеко не все. В некоторых местах Кнут гораздо выше моего разумения, но книги мне очень понравились, кроме того, я часто использовал их в качестве справочников.
Сейбел: Вы и вправду читали их от корки до корки, пропуская особо трудные математические пассажи?
Крокфорд: Да, ту часть, где много звездочек, я разве что пробегал глазами. Знакомство с книгами Кнута я сделал одним из критериев при найме на работу и был разочарован, осознав, что его читали лишь немногие. Я считаю, что каждый, кто называет себя профессиональным программистом, обязан прочесть Кнута или хотя бы иметь его книги.
Сейбел: Мне кажется, что для чтения книг Кнута нужно уметь читать и понимать математические выражения. Как вы думаете, в какой степени, математическая подготовка необходима программисту?
Крокфорд: Видимо, в небольшой, поскольку большинство программистов такой подготовкой не обладают. В тех приложениях, над которыми я работаю, инструменты, предлагаемые Кнутом, почти не применяются. Если бы мы создавали операционную систему или среду выполнения, то это было бы значительно важнее. Но мы занимаемся валидацией данных форм и пользовательскими интерфейсами. Обычно производительность в них не так важна; большую часть времени приложение ждет данные от пользователя или ответ из сети.
Мне бы хотелось, чтобы все это было совершенно необходимо программистам, но это не так. Может быть, именно поэтому веб-программирование получило столь бурное развитие и стало доступно многим, именно поэтому JavaScript так популярен. Все это не так сложно. А большинство сложностей - лишние. Если мы чуть-чуть почистим платформу, эта работа станет значительно легче.
Сейбел: Итак, Кнут дал вам эти унылые формулы, а потом - раз! - и появилась цельная картина. Даже если почистить платформу, создание и проектирование больших и понятных систем останется нелегким делом. Как вы проектируете свой код?
Крокфорд: Дело не столько в написании программы, сколько в выполнении итераций для ее выживания. Обычно мы создаем программное обеспечение с учетом последующих изменений, а вносить какие-то изменения всегда сложно, поскольку есть риск поломать имеющийся код. Нельзя предусмотреть все варианты использования системы, но можно попытаться сделать ее достаточно гибкой, чтобы приспособить к чему угодно в будущем, - так я считаю. Как не загнать себя в угол? Как достичь нужной мне гибкости?
Вот за что я люблю JavaScript, так это за возможность рефакторинга кода. Я понял, что делать это очень и очень просто. В то время как ре-факторинг посредством глубокой иерархии классов может стать настоящим мучением.
Например, JSLint немало изменился с тех пор, как я начал разрабатывать его в 2000-2001 гг. Да и задачи его существенно изменились: теперь на нем можно делать то, чего я и не представлял, - и во многом благодаря гибкости JavaScript. Я могу вертеть его как хочу, программа может разрастаться, но при этом не становится громоздкой.
Сейбел: Так что же делает его использование настолько простым?
Крокфорд: Я стал горячим поклонником "мягких" объектов. В JavaScript любой объект является тем, чем вы укажете ему быть. Это настораживает людей, которые смотрят на это с традиционной точки зрения, поскольку что вы получите без класса? Оказывается, вы получите именно то, что хотите, и это действительно полезно. Приспосабливайте свои объекты - и они получаются куда более наглядными.
Сейбел: Возможно, проблема языков, основанных на классах, заключается в слишком строгой типизации. Вы получаете большую иерархию классов, и если понадобится внести в эту иерархию изменения, то придется разъединить ее, а потом соединить обратно. В JavaScript другая опасность - язык может быть слишком динамическим. Вы допускаете маленькие ляпы по всей программе, и ее текущая структура начинает зависеть от множества вещей, происходящих во время выполнения. Нет ничего статического, на что можно взглянуть и сказать: "Ага, эта программа структурирована так-то".
Крокфорд: Да, есть от чего встревожиться, но это и хорошо; тревога - это реальность. Это дисциплинирует. В большинстве традиционных языков дисциплину вам навязывает язык. Работая с JavaScript, вы должны дисциплинировать себя сами.
Мой код не разваливается отчасти именно благодаря моему строгому контролю того, как разные вещи взаимодействуют друг с другом, поскольку я знаю, что сам язык не обеспечивает такую строгость. Сегодня я не возьмусь без JSLint за что-то сложное, вроде того же JSLint. JavaScript сам по себе не очень масштабируем, но этот инструмент значительно повышает мою уверенность в том, что система не выйдет из-под контроля.
Сейбел: Итак, "мягкость" объектов в JavaScript может быть опасной. Но если вы никогда не пользовались возможностью расширения объектов, то с тем же успехом могли бы создавать классы в Java. Как вы полагаете, можно ли структурировать программы на JavaScript, так чтобы извлечь максимальную пользу из гибкости языка?
Крокфорд: Мне потребовались годы проб и ошибок. До работы с JavaScript я ничего не читал об этом языке, просто начал работать и все. Я нашел пример программы, довольно жуткий, и всячески вертел его, пока все не заработало примерно так, как мне было нужно. В общем, я начал программировать на языке, не имея представления о том, что это за язык, как он работает и как на нем думать.
Я понимаю, почему люди в нем разочаровываются. Если вы попытаетесь писать программу на JavaScript так же, как на Java, язык станет кусаться. Я прошел через это. Первое, что я сделал, - это попробовал найти способ имитировать что-то вроде классов Java, но не смог. Я так ничего и не добился.
В конце концов я выяснил, что классы мне вообще не нужны, - язык сделает все за меня. Вместо того чтобы бороться с языком, я почувствовал, как сам язык придает мне силы.
Сейбел: При проектировании программ вы предпочитаете идти снизу вверх, сверху вниз или от середины?
Крокфорд: Все сразу. Это способ держать систему целиком в голове. В конце концов, вы должны разделять и властвовать, приведя ее к такому виду, чтобы с ней можно было справиться. Я берусь сразу за все стороны проблемы и пользуюсь одновременно всеми подходами. Я борюсь с системой до тех пор, пока не прояснится ее структура. А остальное придет само.
Сейбел: Как у вас связано проектирование и кодирование? Вы сразу же начинаете писать код и потом постепенно его улучшаете или делаете что-то помимо собственно кодирования?
Крокфорд: Обычно это два независимых процесса. Сейчас, правда, они становятся более похожими друг на друга. Я пользуюсь языком проектирования, или метаязыком, чем-то полуанглийским, слабо структурированным, более описательным, чем язык, предназначенный для кодирования. Но если программа должна быть на JavaScript, то я пишу сразу на JavaScript.
Сейбел: Какими инструментами вы пользуетесь для написания кода?
Крокфорд: Я работаю в небольшом бесплатном текстовом редакторе. Никаких хитрых функций у него нет, да мне ничего и не надо. Здесь не нужно множество формальных инструментов, как для других языков. Броузеру нужен только файл с исходным кодом, который вы ему посылаете, компилятор встроен в броузер, так что делать-то почти ничего и не надо. Не нужно ничего особенного; весь код запускается в броузере.
Сейбел: И, разумеется, вы используете JSLint.
Крокфорд: Да, причем постоянно. Я стараюсь использовать его каждый раз перед запуском программы, то есть если я что-то изменил, то перед запуском прогоняю код через JSLint.
Сейбел: Значит, вы редактируете код в текстовом редакторе, потом прогоняете его через JSLint и наконец запускаете в броузере. А как насчет отладки?
Крокфорд: Зависит от броузера. Если это Firefox, использую Firebug, если IE - отладчик Visual Studio. Оба эти инструмента очень хороши. У нас в броузерах есть на удивление хорошие отладчики.
Я использовал фреймворки, в которые были встроены специальные модули на основе DOM-элементов, позволяющие анализировать содержимое объектов. Но потом понял, что это не нужно и отладчика вполне достаточно.
Сейбел: Вы когда-либо выполняете свой код пошагово просто так, не пытаясь выловить конкретную ошибку?
Крокфорд: Только если имею дело с чем-то очень сложным. Я выполняю код пошагово в процессе тестирования, но в основном делаю это, когда есть конкретная проблема.
Сейбел: Что вы можете сказать о других методах отладки, таких как операторы утверждений или формальные доказательства корректности? Вы применяли их? Что вы думаете о понятии инварианта?
Крокфорд: Мне нравятся эти методики. Я был разочарован тем, что Eiffel не стал победителем среди объектно-ориентированных языков программирования, уступив первое место C++. По-моему, Eiffel был куда интереснее, мне нравилась его система контрактов на основе предусловий/постусловий. Я хотел бы видеть ее встроенной во все языки, с которыми я работаю. К сожалению, это еще одна из тех идей, которая так и не прижилась.
Сейбел: Какова худшая ошибка из тех, что вам пришлось отлавливать?
Крокфорд: Ошибка в реальном времени, например в видеоигре. Постоянные прерывания, натыканные повсюду, полное отсутствие управления памятью - и программа просто внезапно падает, непонятно почему. Справиться с подобными ошибками очень трудно, и на отладчик рассчитывать не приходится.
На Basic Four мы разработали полностраничный терминал для обработки текста, основанный на процессоре Z80 с 64 Кбайт памяти, чего было недостаточно для экрана такого размера. У нас также было подключение к локальной сети, по которой мы посылали страницы на свой сервер.
И у нас возникла проблема - экран то и дело гас. Архитектура была такая: в памяти хранилась строка текста со специальным символом конца строки, за которым следовал адрес следующей строки. Эти ссылки обрабатывались небольшим DMA-процессором. В какой-то момент ссылка пропадала - видимо, возникало что-то вроде гонок.
С нашей точки зрения, если посмотреть логически, все ссылки были правильными. Но мы не учитывали взаимодействия в реальном времени с тем процессором, который мог обращаться к памяти не одновременно с нами. И я таки разобрался в этом. Помню, в тот день я работал дома и по телефону постоянно созванивался со своей командой. Внезапно меня словно озарило. Я понял, в чем дело, объяснил им, как исправить ошибку, и больше она не появлялась.
По-моему, худшие ошибки - это ошибки, происходящие в реальном времени при взаимодействии нескольких потоков. Мой подход к исправлению таких ошибок: постараться их избегать. Поэтому я не люблю мно-гопоточность - я считаю, что это жуткая модель программирования. Можно допустить ее как необходимое зло, но в большинстве случаев без многопоточности можно обойтись.
Одна из вещей, которая мне нравится в модели броузеров, как раз связана с тем, что поток всегда один. Некоторые жалуются на то, что если этот поток будет заблокирован, то заблокируется и весь броузер. Так не допускайте этого! Нас постоянно просят добавить потоки в JavaScript. Пока что нам удается отбиваться, и я очень этому рад.
Событийно-ориентированная модель - та, что применяется в броузере, - работает отлично. Она плохо работает только в том случае, если у вас появляется процесс, который требует много времени. Мне нравится, как Google решил эту проблему в Gears: они используют отдельный процесс, полностью изолированный от остальных, которому можно послать программу для выполнения. По окончании выполнения этот процесс сообщит о результате, и этот результат будет возвращен в качестве события. Просто блестящая модель.
Сейбел: Вас когда-нибудь интересовали формальные доказательства корректности ПО?
Крокфорд: В 1970-е я следил за ними с интересом, ожидая, чем все это закончится. Но особого результата так и не увидел. Программное обеспечение - сложная штука, и что-то может пойти не так по разным причинам.
Программное обеспечение - это прежде всего спецификация того, как программа должна работать. И ничто, кроме полной спецификации, не объяснит вам, каким должно быть поведение в конечном итоге. Именно это делает разработку программного обеспечения настолько сложным.
Сейбел: Как вы тестируете код? Вы заражены тестированием, как сейчас говорят?
Крокфорд: Я скорее стараюсь действовать по обстоятельствам. Это еще один аспект, который я хотел бы изменить в своей работе, но полностью этого еще не сделал.
Сейбел: Речь о JsUnit?
Крокфорд: Да. Тестирование кода пользовательского интерфейса - непростое дело, поскольку он зависит от множества других вещей, так что разбивать его на модульные тесты не слишком эффективно. Кроме того, я заметил, что тот стиль разработки, который я применяю в работе с JavaScript, не разбивает системы на модули, как это делается при создании классов и последующего их тестирования изолированно друг от друга.
В JavaScript тестировать отдельную функцию не слишком разумно, поскольку для ее работы требуется некоторое состояние. Так что я пока не нашел разумный подход к модульному тестированию в JavaScript.
Сейбел: Если в компании есть отдельная группа тестировщиков, то как она должна взаимодействовать с командой разработчиков?
Крокфорд: Я работал в компаниях, где существовало противостояние между командами разработчиков и тестировщиков; по-моему, это нездоровое явление. Там исходили из принципа, что те и другие должны "стучать" друг на друга. Мне кажется, это кошмарная модель.
Гораздо эффективнее, когда две эти команды сидят вместе, и тестеров-щики помогают разработчикам улучшить программу, а не грызутся с ними. Это влияет на способ отчетности, и работа идет куда результативнее. Кроме того, разработчики участвуют в тестировании, так что нельзя сказать, что вы исключительно разработчик или тестировщик.
Но эффективнее всего, как я считаю, устроить тестирование у клиента. В начале карьеры программиста мне приходилось заниматься этим - бесценный опыт! Вы живете с клиентом целую неделю, помогаете ему установить новую систему и решать с ее помощью задачи.
Это дало мне возможность взглянуть изнутри на то, как используются наши программы, и понять, что можно сделать для облегчения их использования. Разработчики, не имевшие подобного опыта, всегда казались мне непростительно высокомерными. Поразительное неуважение к людям, которые пользуются нашим продуктом! А все потому, что они этих людей попросту не видели.
Сейбел: Кем вы себя считаете - ученым, инженером, художником, ремесленником или кем-нибудь еще?
Крокфорд: Скорее писателем. Иногда я пишу на английском, иногда на JavaScript.
В конце концов все сводится к коммуникациям и к структуре, призванной их облегчить. Естественные и компьютерные языки функционируют во многом по-разному, но в конечном счете я сужу о компьютерной программе по ее способности взаимодействовать с человеком, читающим эту программу. В этом смысле различий нет.
Сейбел: И если программа хорошо взаимодействует с человеком, то в части ее взаимодействия с компьютером проблемы почти отпадают?
Крокфорд: Можно надеяться. Компьютер капризен и не слишком умен, поэтому нужно приложить дополнительные усилия, чтобы он понял все правильно. Поскольку это так сложно, легко упустить из виду другую часть, не менее важную, с моей точки зрения.