Искусство программирования для Unix - [234]

Шаблон для MPL находится на сайте OSI .

20 Будущее: опасности и перспективы

Наилучший путь предсказать будущее — создать его.

Фраза на собрании в XEROX PARC в 1971 году

—Алан Кей (Alan Key)

История не окончена. Unix продолжает расти и развиваться. Сообщество и традиции вокруг операционной системы Unix продолжают развиваться. Пытаться прогнозировать будущее рискованно, но можно ускорить его приход двумя способами: во-первых, изучая то, как операционная система Unix справилась со сложностями конструкции в прошлом, во-вторых, идентифицируя проблемы, которые требуют решения, и возможности, ожидающие использования.

20.1. Сущность и случайность в традиции Unix

Для того чтобы понять, как проектирование в Unix может измениться в будущем, следует начать с рассмотрения того, как стиль Unix программирования изменялся со временем в прошлом. Эта попытка приводит непосредственно к одной из трудностей в понимании Unix-стиля — разделение случайности и сущности. То есть опознавание тех характерных черт, которые возникают из быстротечных технических обстоятельств, и тех особенностей, которые сильно связаны с центральной сложностью Unix-проектирования — как правильно использовать модульность и абстракцию, одновременно сохраняя системы прозрачными и простыми.

Подобное различие может быть трудным, поскольку характерные особенности, которые возникли случайно, иногда обнаруживают существенную пользу. В качестве примера рассмотрим правило "молчание — золото" в проектировании Unix-интерфейса, которое рассматривалось в главе 11; оно родилось как способ адаптации к медленным телетайпам, однако сохранилось впоследствии, поскольку программы с лаконичным выводом можно было проще комбинировать в сценариях. В настоящее время в среде, где обычной практикой является запуск нескольких программ в визуальном режиме посредством GUI-интерфейса, проявляется еще одно полезное свойство: немногословные программы не отвлекают понапрасну внимание пользователя.

Напротив, некоторые характерные черты, которые однажды казались существенными для Unix, оказались случайностями, связанными с определенным набором соотношений издержек. Например, предпочтительные в старой школе Unix программные конструкции (и мини-языки, такие как awk(1)), осуществлявшие построчную обработку входного потока или обрабатывавшие двоичные файлы последовательно от записи к записи, в любом контексте, который необходимо было поддерживать между фрагментами сложного кода конечных автоматов. С другой стороны, Unix-проектирование новой школы, как правило, использует предположение о том, что программа может считывать весь ввод в память, а впоследствии при необходимости использовать произвольный доступ к этим данным. Действительно, современные Unix-системы предоставляют вызов mmap(2), который позволяет программисту отображать весь файл на виртуальную память и полностью скрывать сериализацию ввода-вывода с дисковым накопителем.

Это изменение позволяет отказаться от экономии дискового пространства, а взамен получить более простой и прозрачный код, т.е. изменяется соотношение понижающейся стоимости памяти и стоимости времени программиста. Множество отличий между конструкциями старой школы Unix в 70-х и 80-х годах прошлого века и конструкциями новой школы после 1990 года можно связать с огромным сдвигом в относительной стоимости. В результате этого сдвига в настоящее время все аппаратные ресурсы становятся на несколько порядков дешевле по отношению к времени программиста, чем это было в 1969 году.

Оглядываясь назад, можно установить три специфических технологических изменения, которые повлекли значительные перемены в стиле Unix-проектирования: межсетевой обмен, растровые графические дисплеи и персональные компьютеры. В каждом случае традиция Unix приспосабливалась к трудностям, отказываясь от тех случайностей, к которым более невозможно было адаптироваться без новых способов применения своих основных идей. Биологическая эволюция движется в том же направлении. У эволюционных биологов есть правило: "Не предполагать, что историческое происхождение определяет современную пользу или наоборот". Кратко рассматривая то, как Unix приспособилась в каждом из описанных случаев, можно заметить некоторые подсказки относительно того, как Unix может адаптироваться к будущим, еще непредвиденным технологическим переменам.

В главе 2 описана первая из этих перемен: возникновение межсетевого обмена с точки зрения истории культуры. В главе 2 рассказывается, как протокол TCP/IP связал в одно целое исходную культуру Unix и культуру сети ARPANET после 1980 года. В главе 7 материал, описывающий устаревшие методы IPC и сетевые методы, такие как System V STREAMS, указывает на то, как много было заблуждений, оплошностей и тупиковых ветвей, которые захватывали Unix-разработчиков большую часть последующего десятилетия. Было много путаницы, связанной с протоколами[148], сетевым взаимодействием машин и взаимным обменом данными между процессами на одной машине.

В конце концов, путаница исчезла, когда протокол TCP/IP победил, и BSD-сокеты заново утвердили важнейшую метафору Unix: "Все является потоком байтов". Стало нормой использовать BSD-сокеты как для IPC, так и для сетевого взаимодействия. Более ранние методы в обеих областях почти совершенно вышли из употребления, и программное обеспечение Unix развивалось все более индифферентно относительно того, расположены ли обменивающиеся данными компоненты на одной машине или на разных машинах. Логическим результатом этого было создание World Wide Web в 1990–1991 годах.