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  • 相比高人气的Rust、Go,为何 Java、C 在工具层面进展缓慢?

     

    已经正式公布。每当这个时候,开发者们都有一肚子的话要吐槽或表扬,开发者 Adam Gordon Bell 也不外如是。Bell 最关注的是最受欢迎和最不招人待见的编程语言。我们先简单看下调查结果:

     

    • 最受欢迎的高人气编程语言(2022):

     

     

    • 最不受待见的高人气编程语言(2022)

     

    为什么有的语言受欢迎、有的被讨厌

     

    在上一次开发者调查报告时,Bell 提到当人们喜爱一种新的编程语言时,大家或多或少会抱有些许偏见,即认为新语言应该拿来开发新项目、旧语言则用于开发旧项目。但这明显忽略了另一个现实:语言工具本身也在不断改进。因此,Bell 写了一篇文章来论述了自己的观点,并将编程语言被喜欢的原因归结到了工具性发展上。

     

    以 Go 和 Rust 为例,业界关于两者的争论从未停止,但两种语言的开发者工具在体验上非常相似:它们都非常现代,无论是测试、模糊测试、打包还是校验,它们都能提供相应的最佳工具标准包。 Bell 认为,Go 和 Rust 跟不受待见榜单中那些语言的最大区别,并不在于语法细节,而是工具选项和生态系统。正是如此,二者才能双双进入最受喜爱语言名单。

     

    Bell 认为,随着时间的推移,编程语言的工具和开发者体验正在改善,但这种改善在新语言中体现得更加明显。总体来说,在创新成果出现之后,新语言会更快采用并加以标准化,最终提供超越老牌语言的效果。随着这类增量的积累,曾经的王牌语言就会显得陈旧而腐朽。

    相比高人气的Rust、Go,为何 Java、C 在工具层面进展缓慢?

    “为什么不能交个朋友?”

     

    网友 “ ”指出了实际开发中存在的问题。“大多数从事系统工作的人都是短期的承包商,他们不了解问题所在,并且在交付了一个测试不佳的系统后很快就离开了。可能忽略了版本控制、自动化测试、文档更新、发布工程和预期的系统开发生命周期的其余部分。”

     

    crashorbit 表示,中层管理者不懂系统工程,高级管理人员更感兴趣的是“完成”事情,而不是拥有可持续的系统工程实践。“坦率地说,我们很难区分一个设计良好的信息系统和一个基本可以工作但‘大风一吹’就会失败的系统。”

     

    每年从事“软件工作”的人数都以几个百分点的速度增长。他们中的大多数人在非常垂直的环境中工作,经常在自己的桌面上编写电子表格或杂乱无章的应用程序。一些人编写的“脚本”只是做简单的事情。或者使用他们不理解的“机器学习”工具产生具有误导性的结果。

     

    “我们以这种方式创造即时遗产。没有模块化、没有修订控制、没有部署策略,也没有灾难恢复计划。开发人员早已不在,更不用说系统工程师了。这就是我所说的‘传统阻力’的意思,这就是这个行业如此缓慢的原因。” crashorbit 表示。

     

    开发者“fuddlesworth”表示自己所在的公司就已经被 React 16 “困住”,因为整个公司的核心UI组件都在使用 Enzyme 进行测试,一旦转变就要改动成千上万个测试。“我们不能再根据 React 来更新任何组件了,所以没有bug修复、新特性、性能改进等等。”

     

    开发者“alexiooo98”则认为,更好的工具当然非常受欢迎,但仅凭这个并不能完全解释为什么有些语言受到喜爱,而有些则令人恐惧。比如,(现代)PHP 有很好的工具,但令人恐惧。Python 的包管理器环境非常混乱,然而 Python 很受欢迎。

     

    下面是 Bell 文中关于编程语言发展差异的详细描述,我们进行了翻译并做了不改变原意的些许修改。请注意,下文中提到的创新跟语言的语法或语义无关。

     

    标准库

     

     

    所谓标准库,就是语言所附带的常用内容库。C有libc、C++有libcpp,但与如今常见的内置“电池”标准库相比,前面二位的库规模实在小得可怜。

     

    我有点记不清了,但 1991 年诞生的 Python 似乎是第一种真正拥有广泛标准库的编程语言。Java 1.0(1996年)也附带一个扩展标准库(Java Class库),随后引发其他语言纷纷效仿。

     

    这种无需自行构建、又不必接触第三方依赖项的便捷工具交付方式,实在是全世界开发者的一大福音。

     

    标准库中的佼佼者:GoLang

     

    大部分现代语言(不包括 JavaScript )现在都附带丰富的标准库。不过,Go对标准库的强调仍然无人能及,它承诺向下兼容,而且非常关注性能和完善的具体实现。正因为如此,Go开发者对标准库的依赖性远超其他社区,对标准库也普遍更为重视。

     

    第三方工具包库

     

    就在标准库成形的同时,万维网也开始迅速腾飞。事实证明,互联网确实是一套出色的协作平台。

     

    如果我们的需求无法在标准库中得到满足、必须自行构建新功能,该怎么做?Perl 通过CPAN 推广了全球工具包集合的概念,一切就从那时起彻底改变。公平地讲,任何用过CPAN 并为它做出贡献的朋友,都能感受到它改变游戏规则的重大意义。

     

    CPAN 于1995年推出(基于CTAN),并于2003年达到顶峰。它的出现为使用软件完成工作的人们开辟出一条新的路径,就是将第三方组件拼接起来。现在,很多现代开发项目都会遵循这种模式。

     

    从2003年开始,之后诞生的常用编程语言几乎全部附带某种第三方工具包库。这股风潮的缔造者就是CPAN,它告诉全世界:“真正的”编程语言,必须要有第三方工具包管理策略。

     

    旁注:向后移植

     

    说到这里,有朋友可能会问,既然 CPAN 让 Perl 变得更好、也让后来的新语言都接受了第三方工具包管理器这个概念,那为什么之前的语言就没想着亡羊补牢、加上包管理器呢?

     

    其实他们有想过,但语言的发展一旦经过特定阶段,之后再想达成一致意见似乎变得越来越难。我不知道为什么会这样,可能大多数人不喜欢做改变?

     

    反正只要编程语言的习惯表达、基本模式和技术社区一旦建立,就很难再回头调整了。正是因为这个,所以JavaScript有NPC、Rust有crates,而C++却自己独占dds、cpm、conan、pacm、spakc、buckaroo、hunter和vcpkg。就是因为达不成普遍共识,所以C++这边才冒出了八种工具包管理器。

     

    但标准库的向后移植倒是比较顺利,C++成功把一部分STL招至麾下,虽迟但到底完成了标准库的添加。所以说,老语言也可以搭载工具创新,只是难度会更大一些。

     

    总之,在CPAN之后,强大的标准库已 经能帮助开发者完成大部分任务。另外,易于使用且接受直接贡献的第三方工具包库也成了标配。没有这两样,语言将毫无生命力。

     

    文档支持

     

    相比高人气的Rust、Go,为何 Java、C 在工具层面进展缓慢?

    有了第三方工具包,接下来就是用简单的方式把它们记录下来。我遇到的最早文档版本就是Javadoc。它让我能更轻松地在Java Class中找到自己需要的内容:只需在Web上的Javadocs中单击即可。之后,我们可以把 Javadoc 和 IDE 集成结合起来,快速使用自己之前从未见过的代码。由此,探索性编码成为了可能。

     

    最强的文档工具:Rust的docs.rs

     

    如今,Java 的 Javadocs 已经不再是业界标杆。Go 有 godoc,Julia 有 Documeter.jl,就连 hackage 也有很好的工具包文档。但纵观天下,最强的文档工具还要数 Rust 的 docs.rs。

     

    一次编写,随处运行

     

     

    相比高人气的Rust、Go,为何 Java、C 在工具层面进展缓慢?

    Java 和 JVM 确实推动了跨平台开发的一路前行。开发环境不再需要跟生产环境紧密匹配。使用 JVM,我们可以将内容编译成 JAR,并随意运行在任何安装有Java虚拟机的环境当中。

     

    后来的虚拟化和容器化进一步拓宽了随处运行的道路,但 Java 确实是第一种支持这类随处运行工作流的主要编程语言。

     

    随处运行中的最强者: Zig

     

    Java方法当然不是完美的,首先就是JIT代码的启动速度很慢,另外是无法轻松调用非Java编写的代码。GraalVM声称能够解决这些问题,但目前的主流趋势仍然是提前交叉编译。只要不包含C或libc依赖项,Rust和Go就都能轻松实现随处运行。

     

    但目前随处运行中的最强者似乎要数Zig,它不仅能够轻松完成Zig程序的交叉编译,还能兼容由Clang或GCC构建的任何代码。

     

    工具包管理器

     

    有语言就有编译器,其中提供大量标记可用于灵活调用,但使用过程也是相当麻烦。所以出现了Make和AUtotools这类工具。而后来的第三方工具包生态系统,又让复杂度提升了一个量级。为了解决问题,出现了Maven和pip。但与之对应,我们又遇上了编译器或运行时版本不统一的问题,于是不同的程序就需要匹配不同的工具包版本。Python给出了自己的解决方案,就是pipenv、妙手ualenv以及conda之类我压根理解不了的东西。

     

    所有这一切让复杂度继续提升,导致新用户几乎跟不上节奏。因此,新的语言开始尝试把这些一切集中管理起来,简化开发流程。

     

     

    就像内置“电池”标准库扩展了语言的定义一样,现代工具包管理器也大大提高了开发者对于体验的预期。这种扩展的优势在于易上手、开发体验更好,缺点就是软件的打包、发布和构建会带来相应成本。语言作者需要在工具中投入大量时间来解决这些问题。

     

    工具包管理器中的最强者

     

     

    工具包管理器正在迅速发展。所以只要舍得投入工程时间,我们就能显著改善自己语言的上手和日常使用体验。于是,新项目在这方面的投入与日俱增。

     

    Rust 的 cargo 和 rustup 文档在体量上已经基本看齐 rust book,而且就这还不足以涵盖所有 cargo 插件。无论是轻松切换语言的编译器版本、快速运行测试、执行代码覆盖与性能测试、获取供应商代码、生成说明文档、校验代码还是修复校验问题,这些以往存在于语言生态系统中的独立工具,如今都成为 Rust 中的开箱即用功能。Go的情况也差不多。可以想见,后续出现的新语言要想百尺竿头更进一步,需要付出多少努力。

     

    代码格式化器

     

    代码格式化器早在 gofmt 之前就已经出现,就如同 CPAN 之前就已经出现了第三方工具包,但这一切的最终成熟需要等待一场颠覆社区标准的深刻变革。

     

    例如,在Go之前出现的任何语言,都不可能像Go那样实现几乎100%的样式一致性。这是因为之前的语言必须兼容原有代码,而 gofmt 则强制执行单一样式,且不提供任何调整选项。Go之后的语言当然也就站在巨人的肩膀上,于是 Rust(rustfmt)和Zig(zig fmt)同样采用强大的默认代码风格与随附的代码格式化器,并由此建立起开发者体验优势。

     

    其实可以聊的还有很多,包括运行时改进,其基本相当于对语言的直接改进。IDE、LSP、模糊支持和重构工具等,则把侧重点放在了开发者这一边。但受篇幅所限,我们不可能无限延伸下去。

     

    也有一些在语言创造者眼中必将改变世界的成果,最终从未得到广泛采用,或者只在某个特定领域拥有影响力。很明显,Jupyter notebook 与 REPL 就是典型。它们在某些应用领域特别关键,但在其他领域却毫无知名度。Smalltalk基于图像的方法和Mathematica/Wolfram语言的语言集成数据虽然极具特色,但也更加小众。

     

    总结

     

    能帮助开发者顺利完成工作的工具,已经是编程语言可用性中的重要组成部分。而工具本身也在持续变化,标准不断提高。

     

    整个过程基本就是:在出现新的开发者创新工具时,比较年轻的编程语言更有机会将成果融入自身生态系统,由此形成增量优势。随着时间推移,这些增量优势会推动开发者体验迎来质变。

     

    于是乎,较新的语言可以用更明确、更精准的方法解决问题,而旧有语言则面临大量相互矛盾的方法、甚至完全没有可行的解决路线。所以,开发者们才会普遍认为,传统编程语言工具发展进度缓慢。

     

     

    原文链接:

     

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