何谓简单

Lisp 往事

2011年,读《黑客与画家》,其中有一篇《拒绝平庸》,里面说道,“编程就应该使用最强大的语言”。虽然我不完全认同这句话,但这可是出自 Paul Graham 之口啊,他这句话勾起了我对 Lisp 的强烈好奇心。Lisp 号称是最强大的语言,真的这么强吗?将来会不会把 Java C++ 之类的都干掉?我迫不及待地想一探究竟。于是,读完《黑客与画家》之后,我找到了 Practical Common Lisp,开始学 Common Lisp。

结果证明,Lisp 是我遇到的最难学的语言,我断断续续读完了书的前八章,艰难的学会了关键的 macro,然后就没有然后了。至今想起来,没能把 Practical Common Lisp 读完,多少有些遗憾,因为,单纯从编程语言的角度来说,Lisp 的设计实在太独特、太巧妙了,学习这样一种元语言,绝对能开拓人的思路。另外,学会 Lisp 然后拿来装逼也是妥妥的,哈哈。

如今,在7年之后,我又一次有了跟当年类似的感觉:因为一篇文章(准确来说是一个演讲),对一种编程语言产生了浓厚的兴趣,迫不及待地想学这种语言。这个演讲,就是 Rich Hickey 的 Simple Made Easy。这种语言,就是 Clojure。真巧,又一种 Lisp 方言!

Rich Hickey

Rich Hickey,Clojure 作者,知名演讲人,发表过众多编程方面的演讲和文章,其中不少观点被认为对编程的未来将有深远的影响。

认识 Rich Hickey,还得感谢阮一峰。一直有看阮一峰的博文,前不久他写了一篇 如何降低软件的复杂性?,其中提到了 TCL 语言作者 John Ousterhout 的一本书 《软件设计的哲学》,聊了一些软件设计的东西,然后,在阮一峰这篇博文下面,有一个评论是这么说的:

“关于软件的Simplicity和Complexity,我觉得讲的最好的是clojure的作者Rich Hickey,它是真正洞悉软件复杂度本质的男人,强烈建议阮老师看下他的所有演讲,并且学下clojure,我敢保证clojure会是接下来的百年编程语言。”

“真正洞悉软件复杂度本质的男人”,听起来像不像“要成为海贼王的男人”,哈哈。这个牛逼吹的,可以呀!Clojure 我有所耳闻,但 Rich Hickey 我之前真不认识,真这么牛逼?于是就搜了一下,偶然发现了一个了不起的 GitHub 仓库 talk-transcripts !这个仓库收集了一堆跟 Clojure 相关的演讲的 文字抄本 ,包括 Rich Hickey 的很多演讲都有。其中 Simple Made Easy 这个演讲很吸引我,因为聊的正是我很想了解的软件复杂度相关的。

Simple Made Easy

做了十年软件开发,其中一个深刻的感受就是, 我们开发的绝大多数软件系统,都太过于复杂了 。这里说的包括软件的各个方面——界面设计、产品交互、软件架构、程序实现等等。界面、产品方面我是外行,看法可能有所偏颇。但在程序架构和编码方面,我是有切身体会的。这些年经手过不少软件系统,其中大多数是接手他人的项目,大多数这些项目,从上层的架构设计到底层代码实现,多多少少都有过于复杂的问题。在不断维护、重构这些遗留系统的过程中,我慢慢体会到,简单,在软件设计和开发领域是多么的重要!可惜我们在这方面往往做的还不够好。于是我看 Simple Made Easy,想看看从中是不是能学到些东西,结果,真得到了不少启发呢。

Easy != Simple

文中的一个重要观点是,在软件开发领域,“容易”并不等于“简单”。这两个词有时是可以混用的,但在软件开发的很多情况下,两者确实有所区别。Rich 很有意思,他还从词源这个角度来说明 easy 和 simple 两者的区别。

00:03:19 Simple

00:03:19 Easy

简单归纳,“容易”是相对的、主观的,反义词是“困难”,“简单”则比较客观,反义词是“复杂”。举个栗子,同一个菜谱,对一位大厨来说可能做起来很容易,但对没怎么下过厨房的小白来说却可能很困难,这跟厨师自身的技能有关。但就菜谱本身来说,我们会说一些菜做起来比较简单,而另一些菜则相对比较复杂,这跟厨师无关,完全就是菜谱自身的一个属性。

除此之外,“容易”还往往表示触手可及的、方便的,易于我们理解,接近我们的技能和能力。而简单,并非只关注维度、数量,其关键点在于没有交错 (interleaving)。

00:17:14 Development Speed

这张关于开发速度和关注点(容易还是简单)的关系图,其实是 Rich 自己编出来的,哈哈。他说这是他的感觉,所以并没有具体数值。有意思的是,这让我想起了当年我分享重构时用到的一张图,其实大同小异,其中一个关键点就是,软件系统的维护、开发成本,随着时间递增。另外,Rich 认为,我们在选用一种方案、工具时,往往只留意其好处、用途,而忽略了其副作用、带来的成本。

“有状态”往往意味着复杂

State is Never Simple

Rich 认为,有状态的程序,总是不简单的。有状态的一个例子就是,多次调用一个同一个方法,却可能会得到不同的结果。状态多的话,往往难以重现问题,难以调试。状态不简单,但可能比较容易(留意简单和容易的区别),因为各种东西都很方便获取。但这样往往会把各种东西交织在一起。而且,这里说的有状态,跟并发无关,即使单线程的程序,也是这样。

这其实是个一个老话题了,有状态 VS. 无状态,我也一直在思考。我基本上认同 Rich 的观点,认为无状态的程序更易于维护,可能其中一个原因是我慢慢习惯了 Spring 容器管理 bean 的风格?另外还有一个佐证就是,Martin Fowler 的《重构》中有提到一种重构方法,就是将太过于复杂的的 method,先提取为 “method object”,再慢慢的、一步一步的重构。而所谓 method object,往往就是带有状态的对象。为什么要这样重构呢?为什么要有状态呢?不就是因为原始方法实在太过于复杂了嘛。

那么,要如何消除状态呢?Rich 认为,将有状态的程序改为一个 functional interface,确保相同的输入,会得到相同的输出,这是唯一的办法。其它的诸如模块化、封装等方法,都难以去除状态。

然后 Rich 提到 “Clojure refs compose value and time”,因为我没学过 Clojure ,没完全看懂这句话。意思好像是,Clojure refs 不仅包含了值,也有时间的含义在里面?我看到这里时,就觉得,冲着这么有意思的特性,都必须去学一学 Clojure 啊!

如何实现简单的设计

Rich 写过 Java,写过 C#,设计了 Clojure,做过大型系统。他相信,复杂的、大型的系统,都可以通过简单得多的工具来实现。他把程序中的各种常规的结构、用法,都怼了一遍,说每种结构、用法都会使一些东西交织在一起,都导致了复杂。然后逐一说明了可以用什么更好的方法、更简单的工具来实现同样的功能。

The Complexity Toolkit

The Simplicity Toolkit

Rich 引用了 Edsger Dijkstra 的一句话,来表达一个观点:编程事关思考,而非简单的打字。这点我同意,以前就在哪里看到过这样一句话:敲一周代码,能节省你三小时的思考时间。需要思考啥呢?Rich 认为,要设计出简单的东西,关键就是编程时想清楚几个基本的方面: who, what, when, where, why, and how 。很基本的信息,是吧,弄清楚它们,并且别互相交织在一起,这就是实现简单设计的起点。

最后,Rich 说,简单是一种选择。注意,简单并非容易、就手。要实现简单的设计,必须保持时刻警惕,必须对交织在一起的东西有敏感性,而这需要慢慢培养起来。

参考资料