冒號課堂
6.4后臺腳本——敏捷開發的利器
操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器 ——《文心雕龍·知音》
關鍵詞：后臺腳本, Perl,PHP,Python,Ruby,RoR,LAMP
摘要：簡談Perl、PHP、Python和Ruby
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· 語言的發展趨勢一定是動靜結合、剛柔并濟
· Perl凝練晦澀，Python優雅明晰，Ruby精巧靈動，PHP簡明單純
· 或許優雅正是來自對細節和規范的重視
· （RoR）與Ruby結合之后，便如一只猱身而上靈貓，立刻襯托出Java和.NET大象般的身影
？提問
- Perl、Python、Ruby和PHP各自有何特點？
- 為什么動態語言多作為輕量級的解決方案？
- LAMP為什么受歡迎？
- Ruby on Rails為什么會流行？
- 編程語言的發展趨勢是什么？
：講解
“剩下四種動態語言，我們將之歸為后臺腳本語言。”冒號說著畫了張圖表——
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用戶
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前臺語言：Visual Basic，Delphi，JavaScript
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平臺語言：Java，C#
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后臺腳本語言：Perl，PHP，Python，Ruby
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系統語言：C，C++，D
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機器
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引號聽得仔細：“我記得您開始是把這些語言劃分為C族靜態語言、非C族靜態語言和動態語言三類的。”
冒號解釋：“那是按語法來劃分的，偏重理論；現在是按應用來劃分，偏重實踐。”
句號旋即聯想到：“這種分法貌似三層架構——前臺語言對應表現層；平臺語言和后臺腳本語言對應業務邏輯層；系統語言對應數據層。”
“的確有些神似，但千萬不可混淆。”冒號提醒道，“三層架構（three-layer architecture）是模塊設計上的邏輯劃分[1]；而這里是按語言應用范圍進行的物理劃分——與用戶交互的是前臺語言，與機器交互的是系統語言，介于其中的為前臺提供服務同時又需要底層系統服務的是后臺語言。”
逗號詢問：“后臺語言又細分成平臺語言與后臺腳本語言？”
“這是基于程序（program）與腳本（script）、靜態與動態而分的。”冒號進行說明，“其實Perl，PHP，Python和Ruby都有自己的虛擬機（virtual machine），從這種意義上說它們也可作為平臺語言。但在實際應用中，它們沒有Java平臺和.NET平臺那種整合凝聚力和核心作用，通常作為輕量級的解決方案。”
問號想探個究竟：“這是由于它們都是動態語言的緣故嗎？”
冒號回答：“理論上動態語言同樣能承擔大型應用，但實踐上它們多作為粘合語言或用于中小型應用。用句時髦的話來形容，暫時還是主流的配角或非主流的主角。畢竟在運行效率、類型安全、可用資源、開發工具、技術支持等方面，它們與Java、C#相比尚有一定差距。另外它們同屬‘草根’語言，雖有開源社區的大力支持，在影響力上與后者未可同日而語。”
嘆號揣測：“說不定在不久的將來，動態語言也會成為主流的主角。”
“世易時移，殊難逆料。但有一點可以肯定，語言的發展趨勢一定是動靜結合、剛柔并濟。”冒號斷言，“一方面以Java和C#為代表的靜態語言中嫁接了動態語言的枝條；另一方面以Java和.NET為代表的平臺與動態語言的交壤地帶也在逐步擴大。比如JRuby允許Ruby與Java之間互相調用，類似的還有Jython、IronRuby、IronPython等等。此外值得一提的是，動態語言最活躍的舞臺當數LAMP，L-A-M-P。”
引號接茬：“L是Linux，A是Apache，M是MySQL，P是PHP。這四大組件形成了一個完整的開源網絡開發平臺。”
冒號補充道：“P也可指Perl、Python，甚至Ruby。”
逗號調侃：“可惜Ruby的‘R’比‘P’多了一根尾巴。”
“有人為了自圓其說，干脆讓P表示‘Programming language’，這下所有語言都囊括其中了。老外就喜歡玩這種首字母縮略（acronym）的文字游戲，尤其LAMP正好還有‘燈’的含義，寓意開源世界的一盞明燈，他們一定更得意了。”冒號語帶調笑，“前面我們曾提及，網絡應用是生長動態語言最肥沃的土壤，而LAMP就是這塊土壤上搭建的平臺。作為網絡平臺，LAMP以其開放靈活、開發迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等特色而與Java平臺和.NET平臺鼎足三分，尤其受中小企業的歡迎。LAMP中Linux是操作系統，Apache是Web服務器，MySQL是數據庫系統，而我們當下最關心的是‘P族語言’：PHP、Perl、Python還有Ruby。”
問號建議：“作為動態語言，它們的共性上節課已經談了不少，能說說它們的個性嗎？”
“它們的個性極為鮮明：Perl凝練晦澀，Python優雅明晰，Ruby精巧靈動，PHP簡明單純。先看老大哥Perl，它博采眾家之長，綜合了C語言的結構、sed的正則表達式、AWK的關聯數組（associative array）、Lisp的表（list）和Unix Shell的命令，此外還有借鑒了一種語言，你們知道是哪種嗎？”冒號忽然賣了個關子。
逗號猜想：“應該是某種OOP語言吧。”
“Perl中確有不少C++的影子，但它的對象模型在5.0以后才引入，典型的半路出家，遠不如前面的特征那么自然。與其說是一種自然而然的發展，不如說是在OOP潮流裹挾下的一種身不由己的迎合。真正深入骨髓的借鑒是自然語言。”冒號給出了答案，“我們提過，Perl的發明者Larry Wall是一名語言學家，他認為程序語言應該與自然語言一樣，簡潔自然、易讀易寫、表達多樣、不拘一格。Perl還有不少的格言或哲學，使得編程語言一改嚴謹刻板的面孔，散發出濃郁的人文氣息。”
嘆號幽了一默：“我見過Perl的代碼，人文氣息沒聞出來，但我懷疑有乙醚氣息——看一會就覺得暈暈乎乎的。”
眾人大笑。
“有人僅用一行Perl代碼就實現了RSA算法，你看了那還不得當場暈倒啊？”冒號打趣道，“Perl的各種魔符好似一把把鋒利的剪刀，做起文本裁剪之類的工作來游刃有余。這是它最大的長處，當初Perl就是Wall用來做Unix系統管理的，以后在CGI上的廣泛應用也得益于此。這也賦予Perl極強的粘合力，因而有‘internet上的膠帶（duct tape）[2]’的說法。它又號稱瑞士軍刀，精練而復雜，實用而強大。但Perl過于靈活自由，缺乏規范，影響了程序的可讀性、一致性、整潔性和可維護性。不熟悉該語言的固然如讀天書，熟悉語言而不熟悉問題的也頗費思量。相比之下Python被認為是Perl有力的挑戰者，不僅在于它天然的OO設計和豐富的類庫，更重要的是它對程序員友好度大大超過Perl。Python也有一系列的被稱為禪（Zen）的哲學，不少與Perl是針鋒相對的。比如：Perl認為做一件事可以有多種方法，而Python認為一件事應該最好只有一種方法；Perl追求語言的表現力，Python追求簡單優雅；Perl喜歡隱性暗示，Python強調顯性明示；Perl強調緊湊，Python強調松散； Perl的語法和語義豐富，Python的語法和語義簡單而類庫豐富。或許Python最讓人不習慣的是它對空白符敏感性。”
引號感到驚奇：“對空白符敏感？這個倒真怪異。”
冒號見慣不怪：“雖然有點違反習慣，但非常符合Python一貫的規范簡潔的風格——一方面從語法上保證了良好的編碼風格；另一方面，每個代碼塊不再需要起始的大括號或begin/end之類的，減少了的代碼行數。順便插一句，另外一種優雅的語言Haskell同樣對空白符敏感，或許優雅正是來自對細節和規范的重視吧。此外許多人抱怨Python中的自引用self太多，殊不知這也是它倡導顯式表達的一種體現。總的看來，Python主要的問題還是在性能效率上不盡如人意。”
嘆號好奇地問：“Ruby怎么樣？據說它將取代Java。”
“不要輕言‘取代’二字。”冒號規誡道，“Java沒有取代C++，也不會被Ruby取代，至多只是一種再分配。不過Ruby的確是門很可愛的語言，兼具Perl的表現力和Python的可讀性。Ruby背后最具特色的理念是：關注程序員使用語言時的感受超過語言本身的功能。通俗地說，兵器的稱手比鋒利更重要；文雅地說，應給予程序員更多的人文關懷。就拿代碼塊（block）和迭代器（iterator）來說，雖然均非Ruby首創，但其語法最為賞心悅目。類似的例子比比皆是。Ruby的元編程能力特別強，也是它高度靈活的一種體現，但并不是所有人都喜歡這種風格。Ruby的主要弱點有兩個：一個與Python類似，在性能上還有待提高；另一個是它的線程由用戶空間（user space）而不是內核空間（kernel space）來管理[3]，不能充分利用多核或多CPU。真正讓Ruby變得炙手可熱的是web應用框架 Ruby on Rails（RoR）的成功，它們還催生了Java平臺上的Groovy語言和Groovy on Grails框架。RoR奉行的CoC（Convention over Configuration）和DRY（Don't repeat yourself ）原則以及MVC架構看似了無新意，但與Ruby結合之后，便如一只猱身而上靈貓，立刻襯托出Java和.NET大象般的身影。”
逗號有些懷疑：“框架竟然捧紅了語言，框架真有這么重要嗎？”
“如果web應用中動態頁面較少或業務邏輯不復雜，框架的價值并不大。以前CGI編程就是往Perl之類的代碼中嵌入HTML代碼，如同Java中的Servlet；PHP則單純地在HTML代碼中插入PHP代碼，如同早期的JSP。沒有MVC，也不管什么三層架構，更沒有ORM。但是——”冒號拖了個轉折音，“一旦業務邏輯變得復雜，開發人員增多，手工作坊式編程開始捉襟見肘，引入框架這個流水生產線來提高生產力便是大勢所趨。”
句號不解：“我想Perl、Python和PHP一定也有不少框架，Java中的框架更是泛濫成災，何以獨獨RoR脫穎而出？”
冒號作出分析：“正值web2.0和敏捷開發（agile development）的概念流行之際，RoR將AJAX與Ruby組合在一起成為絕佳的回應。以前各種web應用框架是不少，但在RoR之前輕量級套餐式解決方案并不多。Perl中的Catalyst、Python中的Pylon還有PHP中的CakePHP等應是效仿之作。因此RoR出現的時機可說是不早不晚，正當其時。此外，Perl和PHP由于過于流行，反而有不少的歷史包袱，人們習慣了將表示邏輯和業務邏輯編織在一起。至于Java企業解決方案，框架太多，搭配組合更多，增加了選擇的難度。即使采用最常見的輕量級SSH（Struts+Spring+Hibernate）組合，維護起來也比RoR繁雜得多。”
嘆號愈發擔憂：“聽這意思，Java還是危險啊！”
“言之過早。”冒號不以為然，“首先RoR還有待進一步檢驗，目前無論是應用廣度還是深度上尚無法與Java相提并論；其次Java在性能、安全等方面還是有不少優勢，而這些對于大型和關鍵性的應用來說尤為重要。即使在中小型web應用中，RoR較之PHP還遠為不及。”
問號接下話題：“PHP為何如此流行？”
“因為它簡單、專一。”冒號答得很干脆，“與Python和Ruby一開始就定位通用語言不同，PHP是專為網絡而生的。同早期的Perl相似，PHP起初主要起文本過濾器的作用，只不過Perl多處理文件流（file stream），而PHP多處理套接字流（socket stream）。PHP的語法簡單，且為網絡應用度身定造，受到網絡開發人員的追捧當在情理之中。它雖很實用很流行，但并不完美。比如：變量名大小寫敏感而函數名大小寫不敏感；函數命名規則不一致；不支持namespace和unicode[4]；與Perl一樣，它的對象模型不是先天的，直到PHP 5才真正完善；對線程支持不足；相比Perl、Python和Ruby，它的功能稍顯單薄等等。”
引號突然想起：“我記得您在第一堂課提到PHP還能用于桌面應用。”
“不僅PHP，Perl、Python還有Ruby，都能作為前臺語言來開發命令行或圖形界面的應用。同樣地，VB、Delphi和JavaScript也能作為后臺語言。現代的程序語言既有自己的專長，又向通用化和全能化發展，以爭取更多的生存空間。試想一下，現代的程序員又何嘗不是如此呢？”言及于此，冒號收住話題，“語言簡評告一段落，還有不少既有趣又有用的語言，在此就不一一評說了。我們看到，每種編程語言都有其獨特的慣例用法和哲學理念，它們與編程范式一道形成了語言的編程風格。體悟愈深者編程語感愈強，思維與語言愈交融無礙，漸從必然王國走向自由王國。”
逗號滿懷憧憬：“那是不是一種人劍合一的境界？”
“或許人器合一更準確吧，程序員可不能只會一種兵器喲。”冒號故意摳他的字眼，“現在請大家每人寫一句對本節課的感言。”
眾人沉思片刻，齊齊揮筆而就——
嘆號——沒有最好的語言，只有最合適的語言。
逗號——沒有糟糕的語言，只有糟糕的程序員。
問號——沒有一種語言是萬能的，只會一種語言是萬萬不能的。
引號——廢除對語言的宗教信仰，建立對語言的哲學思維。
句號——編程就是在人腦和電腦之間尋找最佳平衡點的過程。
冒號讀罷大悅，順手一掌拍出五記馬屁：“精彩之極！可謂字字珠璣、句句聯璧啊。茲決定，給諸位的獎賞是——立時下課！”
眾人欣然領賞而去。
，插語
[1] 有兩種三層架構，一種是three-layer architecture，一種是three-tier architecture。它們經常換用，但其實是有分別的：前者僅僅在邏輯進行劃分，而后者在物理上也進行了劃分——不同層次的模塊運行在不同的主機上。
[2] 不少地方譯作‘輸送帶’、‘傳送帶’，因為duct有‘輸送管’、‘導管’之意，于是想當然地認為這表明Perl在internet上起著輸送作用。殊不知‘duct type’專指一種萬能的粘性極強的膠帶，用以比喻Perl的粘合力。
[3] 這類線程被稱為綠色線程（green thread），也稱偽線程。據稱Ruby2.0將支持原生線程（native thread）。
[4] PHP將在5.3.0支持namespace，將在6.0支持unicode。
。總結
- 比起Java平臺和.NET平臺，動態語言輕便靈活、開發效率高，但整合凝聚力還不夠，在運行效率、類型安全、可用資源、開發工具、技術支持以及影響力等方面也有一定差距，故通常作為輕量級的解決方案。
- LAMP是由Linux、Apache、MySQL和包括PHP、Perl、Python或Ruby在內的腳本語言組成的網絡開發平臺，具有開放靈活、開發迅速、部署方便、高可配置、安全可靠、成本低廉等優點。
- Perl精練、復雜、強大、靈活、自由、隱晦、表現力強，但規范性、可讀性、一致性、整潔性和可維護性較差。
- Python優雅規范、簡潔明晰、易學易用、類庫豐富，但效率稍差，有些人不喜歡它對空白符敏感的特性。
- Ruby語法精巧、高度靈活，兼具Perl的表現力和Python的可讀性，尤其注重程序員的感受，但其性能和線程模型尚有待改進。
- PHP簡單、專一、實用、流行，在但相比其他三種語言，在語法和功能上稍有欠缺。
- RoR是一種輕量級套餐式的web應用解決方案，是由好的設計（MVC架構和CoC、DRY原則）加上好的語言（Ruby）在好的時機（web2.0和敏捷開發風行之際）打造出的好的框架。
- 靜態語言與動態語言從語言特征到運行環境都在逐漸融合。
- 程序員應該與程序語言一樣，既要有自己的專長，又要向通用化和全能化發展。
- 編程語言慣例用法、哲學理念和編程范式形成了語言的編程風格。
“”參考
[1] Larry Wall, Tom Christiansen, Jon Orwant．Programming Perl, 3rd ed.．Sebastopol, CA：O'Reilly，2000
[2] Mark Lutz, David Ascher．Learning Python, 2nd ed.．Sebastopol, CA：O'Reilly，2003
[3] Michael Fitzgerald．Learning Ruby．Sebastopol, CA：O'Reilly，2007
[4] Michele E. Davis, Jon A. Phillips．Learning PHP & MySQL, 2nd ed.．Sebastopol, CA：O'Reilly，2007
課后思考
- 有人認為掌握的語言過多，容易互相混淆，不如精學一門。你認為呢?
- 在實際編程中，你有選擇編程語言的權力嗎？如果有，選擇的原則是什么？
- 在前臺編程、后臺編程和系統編程中，你主要專注于哪方面？你認為它們之間的主要差別在哪里？
- 你所熟悉的編程語言有哪些慣例用法和哲學理念？
- 試著學習一門新的語言，最好與目前掌握的知識集合互補。