Питер Сейбел - Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

• Название: Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста
• Автор: Питер Сейбел
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-93286-188-2

Программисты - люди не очень публичные, многие работают поодиночке или в небольших группах. Причем самая важная и интересная часть их работы никому не видна, потому что происходит у них в голове. Питер Сейбел, писатель-программист, снимает покров таинственности с этой профессии. Он взял интервью у 15 величайших профессионалов: Кена Томпсона, создателя UNIX, Верни Козелла, участника первой реализации сети ARPANET, Дональда Кнута, Гая Стила, Саймона Пейтон-Джонса, Питера Норвига, Джошуа Блоха, Брэда Фицпатрика, создателя Живого Журнала, и других. Все они “подсели” на программирование еще в школе. Тогда, на заре зарождения отрасли, лишь в немногих учебных заведениях читались курсы по компьютерным наукам. Поэтому будущим гуру приходилось покорять профессиональные вершины самостоятельно, но всех их отличает творческое горение и полная самоотдача любимому делу.

Вы узнаете, что они думают о будущем программирования и как сами научились программировать, как, по их мнению, нужно проектировать ПО, как выбор языка программирования влияет на продуктивность и можно ли облегчить выявление труднонаходимых ошибок.

---

Сейбел: Поговорим о буднях программирования. Как вы проектируете код? Как структурируете его? Может быть, ваша недавняя работа над портированием XScreenSaver под OS X послужит примером?

Завински: Сначала я для затравки создаю маленькие демонстрационные программы, которые больше никем и никогда не используются. Делается это только для того, чтобы выяснить, как расположить окно на экране, и тому подобное. Поскольку я реализую протокол X11, то прежде всего беру один из скринсейверов и составляю список всех вызовов X11, которые он делает.

Потом я делаю для каждого из них заглушку и начинаю понемногу их заполнять, постепенно выясняя, как буду реализовывать тот или другой вызов.

На другом уровне, со стороны Мака, начинаем все с самого начала. Как расположить окно на экране? Затем в какой-то момент приходится прибегать к Xcode. При этом сложнее всего понять, как поднять и заставить работать систему сборки нормальным образом. Приходится экспериментировать, крутить то так, то сяк. Потом думаешь, может поместить этот кусок кода выше, чтобы он обращался вот к этому куску? А может быть, стоит вывернуть это наизнанку? Приходится перетасовывать немало кода, пока в голове не сформируется разумный поток управления. Потом я чищу код, перемещаю его в более подходящие файлы, так чтобы вот этот кусок кода был вместе с вот этим куском.

Это как рисовать жирные стрелки на схеме. Потом я перехожу к следующему скринсеиверу, а он использует другие три функции, которых не было в предыдущем, поэтому мне их тоже нужно реализовать. Каждая из этих задач достаточно проста. Но над некоторыми из них приходится попотеть, потому что в API для X11 есть миллион настроек для отображения текста на экране или для поворота прямоугольника. Постепенно этот кусок кода становится все сложнее. Но большинство задач довольно просты.

Сейбел: Итак, для каждого обращения к X11 вы пишете свою реализацию. А вам никогда не казалось, что у вас набирается куча практически одинакового кода?

Завински: Конечно. После двух-трех раз вырезания и вставки похожего кода думаешь: ага, пора остановиться и поместить этот код в подпрограмму.

Сейбел: Представим, что вы снова работаете над проектом такого же масштаба, что и почтовый клиент. Вы говорили о том, что пишете несколько абзацев текста и список функциональных возможностей. Это практически все, что вы сделаете до начала работы над кодом?

Завински: Да. Может, добавлю небольшое описание различий между библиотекой и клиентской частью. А может, и нет. Если бы я работал один, то я бы с этим не заморачивался, потому что для меня это очевидные вещи. Далее, первое, что я бы сделал, - это решил, сверху или снизу начинать. Можно начать так: расположить на экране окно с несколькими кнопками, а уже потом зарываться в детали и писать логику работы этих кнопок. А можно начать с другого конца - с разбора и сохранения почтовых сообщений. Можно начать с любой стороны или одновременно с двух сторон и затем встретиться посередине.

Я заметил, что получение чего-либо на экране как можно раньше помогает мне лучше сосредоточиться на задаче и понять, что делать дальше. Ведь если смотришь на огромный список задач и не знаешь, за что взяться, то на самом деле не важно, за что возьмешься в первую очередь. Но если есть на что конкретно смотреть, пусть даже это вывод отладочной информации синтаксического анализатора почтовых сообщений, - совсем другое дело! Это уже что-то: куда будем двигаться дальше? Ладно, вместо отображения этой древовидной структуры можно заняться генератором HTML или чем-то в этом духе. Или сделать более детальный разбор заголовков. Просто ищешь очередную задачу, которую нужно решить.

Сейбел: Вы применяете рефакторинг для сохранения целостности внутренней структуры кода? Или с самого начала способны четко представить, как различные части кода будут взаимодействовать между собой?

Завински: Обычно я достаточно хорошо представляю это. Очень мало таких случаев, когда я говорил себе: “Да я же сделал все шиворот-навыворот! Придется все переставить”. Но иногда это происходит.

Когда пишу первую версию программы, я стараюсь поместить все в один файл. Потом я начинаю видеть в этом файле структуру. Вот эти блоки очень похожи. Вот в нем уже тысяча строк, так почему бы не переместить что-то в другой файл? Да и API в этом случае получается естественнее. Проектирование - это непрерывный процесс, никогда не знаешь, насколько проект хорош, пока программа не будет готова. Поэтому я предпочитаю как можно скорее снять пробу, получить что-нибудь на экране и посмотреть на это со всех сторон.

И потом, начав писать код, внезапно понимаешь: “Нет, это глупая идея. И почему я решил, что этот модуль сделать легко, когда на самом деле это гораздо сложнее?” Это такие вещи, которые не понять, пока не начнешь писать код и не почувствуешь, как они от тебя ускользают.

Сейбел: Каковы признаки того, что какие-то вещи от тебя ускользают?

Завински: Когда погружаешься во что-нибудь с мыслью “Так, здесь я за полдня напишу кусок кода такой-то длины”, а потом приступаешь к работе и постепенно начинаешь чуять недоброе: “Ага, нужен еще кусок, надо бы и за него взяться. Да тут работы выше крыши!”

Сейбел: Я заметил, чем хороший программист отличается от плохого: хороший программист легко переходит от одного уровня абстракции к другому, он способен не смешивать эти уровни при внесении изменений и точно определяет уровень, на котором эти изменения нужно внести.

Завински: В том, где и что размещается, нужно придерживаться определенного стиля, это очень важно во всех отношениях. Решить какую-нибудь проблему на уровне, более близком к пользователю, или внести какое-то, возможно, более крупное изменение, которое отразится на всей системе? Любое из этих решений может быть правильным, и очень сложно понять, какое из них какое. Мне нужно сделать какое-то изменение, но является ли оно единичным частным случаем или таких случаев будет 12?

Думаю, одна из самых важных вещей, по крайней мере для меня, когда создаешь что-то с нуля, заключается как раз в том, чтобы как можно скорее довести программу до состояния, когда ты, программист, сможешь ее использовать. Хотя бы немного. Это подскажет, что делать дальше, - ты буквально почувствуешь, что нужно делать. Когда что-то уже есть на экране и есть кнопка, связанная с некоторой функцией, появляется ощущение, какая кнопка будет следующей. Конечно, это GUI-центричное описание того, что я имею в виду.

Сейбел: Мы немного говорили об ужасных ошибках, с которыми вы сталкивались, например та история с GNB. Но давайте еще немного поговорим о процессе отладки. Для начала, какие инструменты вы предпочитаете? Инструкции печати отладочной информации? Отладчики исходного кода (symbolic debugger)[13]? Формальные доказательства корректности?

Завински: За последние годы многое изменилось. Когда я работал на Лиспе, процесс отладки заключался в запуске программы, ее остановке и последующем изучении данных. Был специальный инструмент, который позволял копаться в памяти, и я изменил его таким образом, что все эти функции стали доступны через цикл Чтение-Вычисление-Печать (то есть через Lisp Listener). Когда этот инструмент выводил содержимое объекта, появлялось контекстное меню, щелкнув на котором, можно было получить значение этого объекта. Все это упрощало следование по цепочкам объектов и всякое такое. Я уже тогда думал о подобных вещах: погрузиться в середину кода, искать, экспериментировать.

Позже, уже работая на Си и используя GNB в Emacs, я попытался сделать то же самое. Именно исходя из этой модели мы создавали Energize. Но мне кажется, что он так никогда нормально и не заработал. Со временем я вообще прекратил пользоваться такими инструментам, а просто вставлял инструкции печати и запускал все снова. И так раз за разом, пока не исправишь ошибку. Интересно, что при переходе на все более и более примитивные среды, такие как JavaScript, Perl, это становится единственным вариантом, поскольку там нет никаких отладчиков.

В те дни люди вообще слабо представляли, что такое отладчик. “Да зачем он тебе нужен? Что он делает - добавляет за тебя инструкции печати? Не понимаю. Что за странные слова ты говоришь?” В те дни отладка в основном заключалась в инструкциях печати.

Сейбел: Имела ли тут значение разница между Лиспом и Си? Помимо инструментов одно из отличий в том, что в Лиспе можно тестировать маленькие кусочки. Можно вызвать небольшую функцию, если в правильности работы есть сомнения, остановить ее на середине и посмотреть, что происходит. А в Си запускаешь программу целиком, во всем ее величии и сложности, и задаешь точку останова в каком-нибудь месте.

Завински: Лисп и аналогичные языки позволяют в этом отношении больше, чем Си. Perl, Python и им подобные в этом смысле немного более похожи на Лисп, но все равно мало кто так делает.