值得嘗試的七大前沿性編程實(shí)驗(yàn)
譯文Erlang、Node.js、Go：本文將指導(dǎo)大家邁出走向熱門編程語言的第一步。
“前沿”這個(gè)字眼可能太過激烈，甚至?xí)苯訃樑芤恍┍Ｊ氐钠髽I(yè)技術(shù)人員。對于企業(yè)IT部門而言，利用前沿性技術(shù)打造新產(chǎn)品簡直有幾分癡人說夢的味道。
這種反應(yīng)不只源自對新方案的恐懼或者現(xiàn)有機(jī)制太過陳舊以至于難以更新，畢竟企業(yè)團(tuán)隊(duì)需要采納一切可資借鑒的新思路來指導(dǎo)業(yè)務(wù)流程——甚至包括新思路的階段性成果。但從管理者的角度出發(fā)，他們也需要盡可能保持業(yè)務(wù)體系的穩(wěn)定性，因此原有堆棧代碼帶來的確定性能帶來理想的使用安全感。
使用前沿性技術(shù)的關(guān)鍵在于多做實(shí)驗(yàn)而不能粗暴地組織全面升級。在預(yù)期效果最明顯的領(lǐng)域嘗試部署新代碼，觀察這些前沿工具能否提供我們所需要的性能及功能，然后權(quán)衡業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)要素是否受到了影響。單靠實(shí)驗(yàn)并不一定能立即暴露出新技術(shù)中的全部潛在弱點(diǎn)。因此逐步增加對應(yīng)工作量，在審查結(jié)果達(dá)到全面準(zhǔn)確之后再以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行實(shí)施才是正途。
在本文中，我們將論證與當(dāng)前“最新最強(qiáng)”技術(shù)方案相關(guān)的七種實(shí)驗(yàn)流程。請放心，這些技術(shù)都已經(jīng)具備一定發(fā)展歷程——事實(shí)上，其中一些已經(jīng)有超過二十年的歷史。但它們?nèi)匀荒軌驗(yàn)楝F(xiàn)代企業(yè)堆棧提供顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢，也因此受到技術(shù)行業(yè)的廣泛關(guān)注。不要抗拒，請以積極的心態(tài)加以嘗試。這些技術(shù)是大家從熟悉的世界邁向新紀(jì)元的理想起點(diǎn)，更快、更簡單、更純粹——不容錯(cuò)過。
前沿實(shí)驗(yàn)第一位：利用Erlang實(shí)現(xiàn)純粹的并發(fā)效果
目前前沿技術(shù)的主要訴求在于解決實(shí)際問題——換言之就是治標(biāo)不治本。云計(jì)算之所以能夠興起，是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的管理工作令I(lǐng)T部門十分頭痛。而像Erlang這樣的新語言之所以不斷涌現(xiàn)，則是因?yàn)榧夹g(shù)老鳥們無法勝任新時(shí)代下的技術(shù)要求。
作為一種擁有二十多年歷史的編程語言，Erlang憑借著自身的高效結(jié)構(gòu)將并發(fā)線程的執(zhí)行難度降至最低，從而贏得了越來越多技術(shù)人員的青睞。如果利用Erlang進(jìn)行編程，Web服務(wù)器能夠在多用戶并發(fā)任務(wù)當(dāng)中帶來更出色的表現(xiàn)——這是由于該語言的設(shè)計(jì)初衷旨在幫助開發(fā)人員通過限制程序的編寫方式來做出正確決策。當(dāng)然，技術(shù)從牛們完全可以利用其它語言實(shí)現(xiàn)同樣的功效，但Erlang在設(shè)計(jì)中采用一系列安全輔助機(jī)制，從而避免線程紊亂狀況的發(fā)生。Erlang語言為需要被鎖定及解鎖的共享變量中引入了功能性設(shè)計(jì)及消息傳遞機(jī)制，這使得IT部門所開發(fā)的企業(yè)集群能夠更好地應(yīng)對多用戶環(huán)境。
Erlang語言由Ericcson開發(fā)，最初是為了用于內(nèi)部電信系統(tǒng)，而后逐漸演變?yōu)殚_源項(xiàng)目。在Erlang步入開源道路之后，其大型技術(shù)社區(qū)如今已經(jīng)提供大量支持工具，例如在大部分主流操作系統(tǒng)中進(jìn)行基本運(yùn)行安裝，以及其它開源項(xiàng)目。很多參與者利用OTP——全稱為開放電信平臺——作為網(wǎng)站數(shù)據(jù)服務(wù)的交付基礎(chǔ)，這也是大部分簡單項(xiàng)目的最佳起點(diǎn)。（大家可以點(diǎn)擊此處下載Erlang。）
不過任何一種語言都存在局限。Erlang的主要瓶頸在于，其新工具的設(shè)計(jì)目的并不是為了修復(fù)那些由失誤或故障引發(fā)的問題；它們關(guān)注的是提供差異化決策方案。也就是注重“取舍”而非“問題”。
舉例來說，云計(jì)算能夠帶來出色的簡便性與靈活性，但卻會(huì)同時(shí)造成控制與安全方面的難題。使用Erlang語言的程序員需要犧牲一部分自由度來換取新的開發(fā)模式。如果大家的代碼需要面對的是多位彼此互不相關(guān)且無需溝通的用戶，那么使用Erlang模式來編寫代碼是最便捷的方式。不過如果大家需要讓自己的線程彼此溝通——前提是各位有能力攻克這項(xiàng)難關(guān)——使用Erlang反而會(huì)讓事情變得更加復(fù)雜。
從小處著手，了解Erlang是否能夠與自己的實(shí)際需求相吻合，而后通過取舍獲得最佳代碼表現(xiàn)，這就是我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的意義所在。
前沿實(shí)驗(yàn)第二位：Node.js Web堆棧
很多企業(yè)在評判服務(wù)的實(shí)際效果時(shí)，都會(huì)觀察其是否能夠快速交付數(shù)據(jù)。沒人愿意讓一位潛在客戶面對著空白的瀏覽器窗口破口大罵。此外，在向頂頭上司進(jìn)行工作匯報(bào)時(shí)，大家也肯定不希望把時(shí)間浪費(fèi)在等待關(guān)鍵性業(yè)務(wù)分析報(bào)告生成身上。
不少前沿性工具都專門為速度而生。以Node.js為例，它的流行主要是因?yàn)槠涑錾倪\(yùn)行速度。它在與新型NoSQL數(shù)據(jù)庫協(xié)作時(shí)的速度表現(xiàn)甚至更快，這是由于新型NoSQL數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)保存方面速度拔群。總之，我們可以在這套小型平臺上建立起高速Web基礎(chǔ)設(shè)施，并且同時(shí)降低對電力資源的消耗。速度與能效之間往往存在著緊密聯(lián)系。
這樣的速度表現(xiàn)對于將快速響應(yīng)視為首要目標(biāo)的企業(yè)用戶來說極具吸引力。更短的網(wǎng)站響應(yīng)時(shí)間能夠大大提高客戶的第一印象，從而將潛在客戶轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的買家。不過銀行等擁有大量固定客戶的企業(yè)對于這方面特性可能并不關(guān)注。
Node.js是一套以Chrome V8 JavaScript引擎為基礎(chǔ)創(chuàng)建的開源堆棧，但大多數(shù)技術(shù)人員會(huì)在nodejs.org網(wǎng)站上為各類主流平臺尋找預(yù)先開發(fā)好的可執(zhí)行方案。作為主要贊助商，Joyent公司還提供配備鏡像的云設(shè)備，其中包含所有必要庫及工具。
很多開發(fā)人員習(xí)慣于直接向Web框架求助，例如Tower、Geddy或者Railway，它們能夠切實(shí)簡化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)網(wǎng)站的開發(fā)流程。
Node.js的局限與性能無關(guān)，最大的問題在于它給開發(fā)人員帶來沉重的技術(shù)負(fù)擔(dān)。即使是最為睿智的程序員也需要加倍小心，因?yàn)檫@意味著所有數(shù)據(jù)包都運(yùn)行在同一進(jìn)程當(dāng)中。如果某位用戶的無意操作偶然觸發(fā)了代碼中的bug，整個(gè)Web服務(wù)器都將陷入崩潰。優(yōu)秀的程序員以及嚴(yán)格的測試流程能夠避免問題的發(fā)生，但沒人能保證永遠(yuǎn)不出紕漏。在這方面，Erlang的做法正好相反——它利用多項(xiàng)限制幫助程序遠(yuǎn)離嚴(yán)重錯(cuò)誤。
Node.js與NoSQL相結(jié)合完全能夠成為當(dāng)下前沿實(shí)驗(yàn)的理想方向之一：專注于為爆炸式發(fā)展中的社交網(wǎng)絡(luò)提供支持。如果大家打算親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請務(wù)必選擇對速度要求較高、但對穩(wěn)定性不太關(guān)注的領(lǐng)域。如果您的數(shù)據(jù)需要精心打理，請告別Node.js、遠(yuǎn)離風(fēng)險(xiǎn)。
前沿實(shí)驗(yàn)第三位：HTML 5 Web與移動(dòng)應(yīng)用
古語有云“新官上任三把火”，剛剛誕生的新工具也值得我們體驗(yàn)一下其旺盛火力。從零開始剛剛建立完成的最新語言及軟件堆棧很可能尚未經(jīng)過新版本帶來的細(xì)微調(diào)整并舍棄不合用的API，但其語法及格式也因此比較純粹、簡潔。
這往往能為大家?guī)砀唵巍⒏兇獾拇a。盡管程序員們能夠利用任何語言編寫出復(fù)雜的代碼，但新型堆棧往往不需要經(jīng)過太多代碼修復(fù)及版本測試流程。智能手機(jī)上的某些應(yīng)用需要經(jīng)過幾十個(gè)版本的嚴(yán)格測試，從而確保其能夠以正確版本發(fā)揮正確效果。新型堆棧就不至于帶來這樣的額外復(fù)雜性。
目前市場上已經(jīng)存在多種HTML 5項(xiàng)目，旨在為開發(fā)者提供創(chuàng)建網(wǎng)站或者移動(dòng)手機(jī)應(yīng)用所必需的基本要素。代碼，或者被稱為框架或者支架，能夠在頁面中組織內(nèi)容并提供由菜單為主導(dǎo)的過渡機(jī)制。其中最具人氣的項(xiàng)目包括jQuery Mobile、Sencha Touch以及Titanium，但近來還興起了更多其它工具。很多人氣極高的CMS堆棧，例如WordPress或者Drupal，已經(jīng)開始將關(guān)注重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到移動(dòng)環(huán)境當(dāng)中，而且往往能夠使用大量原始代碼。
雖然這些新的代碼堆棧足夠簡潔，但它們需要將原有平臺徹底淘汰之后才能實(shí)現(xiàn)效果。新工具能夠輕松幫助開發(fā)者編寫出簡單而精致的代碼。它們往往直接忽略掉陳舊硬件以及操作系統(tǒng)版本。當(dāng)然，它們的簡潔性與高速性源自對現(xiàn)有預(yù)發(fā)布代碼的高度依賴。
HTML 5框架往往會(huì)在大家使用舊版本或者不符合標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器時(shí)發(fā)生故障。突然之間，菜單顯示的位置出現(xiàn)嚴(yán)重偏移，而且文字內(nèi)容也開始只顯示一半——這說明CSS指令無法正常工作。有時(shí)候新需求需要與舊方案和諧相處，但新代碼卻堅(jiān)持以同一種方式實(shí)現(xiàn)某一種功能，這也是最令人頭痛的問題。
在邁入實(shí)驗(yàn)階段之前，請認(rèn)真考慮自己是否有能力為技術(shù)的特定子集提供必要支持。
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前沿實(shí)驗(yàn)第四位：利用R語言進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
從簡潔Web設(shè)計(jì)到更為復(fù)雜的大數(shù)據(jù)分析，R語言已經(jīng)成為目前大部分熱門新工具的開發(fā)核心——這些成果往往被用于通過數(shù)據(jù)解決問題或者掌握客戶情況。在眾多成果工具集的支持下，R不僅是一種能夠?yàn)橥ㄓ媒y(tǒng)計(jì)公式提供預(yù)定義功能的語言，更是一種思考問題并找尋解決方案的全新方式。
舉例來說，大數(shù)據(jù)分析軟件包中的統(tǒng)計(jì)模型能夠識別并標(biāo)記復(fù)雜的模式并充分發(fā)揮現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集群所提供的全部性能資源。統(tǒng)計(jì)模型取代了原本只能排序或者尋找最大值的簡陋機(jī)制。與前沿統(tǒng)計(jì)軟件協(xié)作意味著大家能夠?qū)崿F(xiàn)深層次分析，并在舊有代碼無能為力的狀況下找到有價(jià)值的蛛絲馬跡。
這些新型視角的出現(xiàn)幫助企業(yè)節(jié)約了數(shù)十億美元的常規(guī)支出。他們幫助店鋪確定所在地域的口味喜好，根據(jù)人們的審美習(xí)慣以顏色、圖案、大小等標(biāo)準(zhǔn)安排貨架擺放方式。它們匯總出的結(jié)論幫助營銷人員精準(zhǔn)確定廣告投放量。總之，只要有數(shù)據(jù)的地方，我們就有機(jī)會(huì)從中找到有利于自身的發(fā)展機(jī)遇。
作為開源項(xiàng)目，R語言專注于通過培養(yǎng)機(jī)制建立核心用戶群體。很多開發(fā)人員會(huì)以R Studio等更為完整的IDE作為起點(diǎn)，因?yàn)檫@些IDE捆綁有編輯器以及具備執(zhí)行引擎的輸出窗口。在生產(chǎn)堆棧領(lǐng)域，R Studio IDE已經(jīng)成為最理想的開發(fā)機(jī)制。
不過像R語言這樣的統(tǒng)計(jì)工具也有缺陷，其結(jié)果并非永遠(yuǎn)直觀，實(shí)驗(yàn)所獲得的效用也常常不夠明顯。這是因?yàn)楸M管思路足夠前衛(wèi)，但其執(zhí)行流程還不夠科學(xué)。大數(shù)據(jù)分析是一套極為出色的理論，甚至堪稱偉大的靈感，但幾乎沒人能準(zhǔn)確說出這項(xiàng)技術(shù)到底有多出色——特別是在背景條件的影響之下。統(tǒng)計(jì)分析真能幫助大家改善自己的產(chǎn)品嗎？收集到的數(shù)據(jù)能否帶來理想的精確度以指導(dǎo)工作？沒人說得清，但如果能花上幾個(gè)月組織實(shí)驗(yàn)，大家沒準(zhǔn)會(huì)得到自己的結(jié)論。
考慮到R語言等統(tǒng)計(jì)工具令人激動(dòng)的特性，我們不禁急于利用它對磁盤陣列中保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行一番全面分析。也許大家運(yùn)氣很好，巨大的機(jī)遇正在磁盤中靜靜等著你來發(fā)現(xiàn)。不過很多技術(shù)人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，單靠大數(shù)據(jù)分析機(jī)制還不足以徹底實(shí)現(xiàn)“去其糟粕、取其精華”的目標(biāo)，人力的介入不可避免。單靠分析結(jié)果中那一串串?dāng)?shù)字只會(huì)讓人找不著北。
前沿實(shí)驗(yàn)第五位：體驗(yàn)NoSQL的極致速度
讓我們面對現(xiàn)實(shí)：我們程序員其實(shí)是個(gè)相當(dāng)懶散的群體。我們不愿意從零開始創(chuàng)建項(xiàng)目——除非不得不做。新工具的出現(xiàn)往往是由于對新型功能的強(qiáng)烈需求。有時(shí)候情況甚至更為嚴(yán)重。
獲得這些新功能的惟一途徑就是接受新型工具。許多新型NoSQL數(shù)據(jù)庫能夠毫不費(fèi)力地遷移到云環(huán)境當(dāng)中。弄一堆設(shè)備，在它們之間順利運(yùn)作，這正是技術(shù)人員的專長與構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施的出發(fā)點(diǎn)。總之，如果沒必要，IT部門根本不會(huì)有熱情引進(jìn)新機(jī)制。
目前可供選擇的NoSQL數(shù)據(jù)庫可謂層出不窮，其中大部分項(xiàng)目在功能方面存在廣泛交集。對這些交集進(jìn)行一一列舉并詳加解釋是項(xiàng)巨大的工程，受篇幅所限，我在這里就不再贅述了。總之，目前比較熱門的工具有Cassandra、MongoDB、CouchDB以及Riak。某些企業(yè)還會(huì)提供工具即服務(wù)方案。MongoLab以及MongHQ就是兩套利用MongoDB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方案，只要版本版本相近即可實(shí)現(xiàn)兼容。
以閃電般的速度以及靈活的擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)響應(yīng)非常重要，為了充分享受新工具在這兩方面帶來的提升，大家值得對手中的全部現(xiàn)有代碼進(jìn)行重寫。不過此類前沿方案的核心吸引力還在于，我們找不出它們在發(fā)展過程中誤入歧途的端倪。通常情況下，技術(shù)方案往往存在陰暗面，我們需要通過艱辛的探索——甚至錯(cuò)誤——才能全面地對其加以認(rèn)識。
NoSQL數(shù)據(jù)庫也面臨著同樣的問題。它的速度確實(shí)夠快，但這主要是因?yàn)樗⒉惶峁┤魏螆?jiān)實(shí)的一致性承諾。這類數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目單純接納大量數(shù)據(jù)并在確定全部數(shù)據(jù)都已經(jīng)寫入磁盤之前就顯示“全部完成”信息。對于社交網(wǎng)站這類內(nèi)容不太重要的企業(yè)來說，個(gè)人用戶狀態(tài)信息的丟失不至于惹出什么大麻煩，但其它企業(yè)的心態(tài)可就沒這么輕松了。
尋找合適的區(qū)域，確保其中不涉及任何關(guān)鍵性數(shù)據(jù)，接下來就可以放心大膽地鼓搗這些鍵-值數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案了。
前沿實(shí)驗(yàn)第六位：利用圖形數(shù)據(jù)庫尋找連接
數(shù)據(jù)庫概念確立于上個(gè)世紀(jì)。簡單來說，我們首先定義包含著特定數(shù)據(jù)列的列表，然后向其中插入行，全部填滿后就形成了一套數(shù)據(jù)庫。數(shù)列中可以包含整數(shù)、十進(jìn)制數(shù)字或者字符串，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的靈活性也就僅限于此了。
但Neo4j等圖形數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)給數(shù)據(jù)庫概念引入了新思路。我們?nèi)匀豢梢栽跀?shù)列中添加數(shù)字及字母，但現(xiàn)在大家還可以在不同單元行之間創(chuàng)建指針以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。如果存儲(chǔ)的內(nèi)容是社區(qū)網(wǎng)絡(luò)，那么數(shù)據(jù)庫就能夠記錄下每位用戶以及與之相關(guān)的好友。
在規(guī)則數(shù)據(jù)庫中，我們一直可以為每個(gè)單元行賦予一個(gè)鍵，并將所有指針以鍵的形式保存在同一個(gè)列當(dāng)中。圖形數(shù)據(jù)庫的強(qiáng)大實(shí)力體現(xiàn)在用戶運(yùn)行查詢之時(shí)。圖形數(shù)據(jù)庫能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行解壓，并利用經(jīng)過精密調(diào)整的搜索算法組織網(wǎng)絡(luò)查詢。它不需要像關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣處理復(fù)雜的鏈接與加入關(guān)系。如果大家希望查詢某位用戶的朋友的朋友的朋友一共有多少位，查詢引擎能夠直接給出結(jié)果。如果大家希望測試兩位用戶之間需要經(jīng)過多少次朋友關(guān)系跳轉(zhuǎn)才能彼此聯(lián)系，引擎則需要搜索網(wǎng)絡(luò)并找出答案。
Neo4J由Neo技術(shù)公司所打造，提供三種版本并遵循多種許可模式。社區(qū)版以GPL 3.0許可為基礎(chǔ)并提供所有搜索能力。高級版及企業(yè)版則增加了多種工具，用于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)吞吐量、實(shí)現(xiàn)集群同步并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行備份。二者都遵循針對實(shí)驗(yàn)及開源項(xiàng)目的Affero GPL許可，能夠支持且無需公開大家自己的代碼。
在功能集方面，我們同樣需要做出取舍。圖形數(shù)據(jù)庫與其它數(shù)據(jù)庫家族成員相比，在開發(fā)水平及調(diào)整精度上有所欠缺。它們在圖形算法領(lǐng)域可算當(dāng)之無愧的專家，但在傳統(tǒng)功能方面則既不夠淵、也不夠博。選擇圖形數(shù)據(jù)庫就意味著放棄其它功能取向。
前沿實(shí)驗(yàn)第七位：利用Go簡化結(jié)構(gòu)
多年以來，各類編程語言就像雨后春筍一般爭相涌現(xiàn)。由于每個(gè)人都希望把自己喜愛的功能及思路添加進(jìn)來，因此很多原本單純的想法最終變成了一大坨重量級負(fù)擔(dān)。現(xiàn)在是時(shí)候創(chuàng)建一套嶄新而又經(jīng)過修剪的王牌語言了。
Go就是這樣一款由谷歌公司的眾多技術(shù)專家創(chuàng)建出的語言。其語法機(jī)制對于熟悉C及Java的程序員來說并不陌生，而且其本身難度也絕對親民。我們不僅可以通過定義類型對代碼進(jìn)行編譯，甚至還能在代碼運(yùn)行過程中對其加以修改。無用存儲(chǔ)單元收集程序負(fù)責(zé)所有內(nèi)存分配任務(wù)。Go還提供一套輕量級機(jī)制用于組織并發(fā)方法，這樣大家就能輕松編寫出支持并行運(yùn)行的代碼了。
谷歌以自由度極高的開源許可為基礎(chǔ)，為Unix、Linux、Mac OS X以及Windows等系統(tǒng)平臺提供了編譯器與運(yùn)行堆棧。目前已經(jīng)有多家企業(yè)開始以實(shí)驗(yàn)方式測試Go語言，而谷歌也表示嘗試將其代碼引入某些生產(chǎn)環(huán)境。大家可以訪問tour.golang.org網(wǎng)站以交互方式了解這款新語言。
Go這樣的語言最適合幫助企業(yè)用戶在重新組織或者設(shè)計(jì)辦公環(huán)境時(shí)清理原有負(fù)擔(dān)。對結(jié)構(gòu)加以精簡能夠簡化員工之間的協(xié)作難度，因?yàn)榇蠹业臏贤▽⒆兊酶槙场⒁材軌蚋p松地向預(yù)定目標(biāo)共同努力。Go的支持者們對其特性大加贊美，認(rèn)為它能夠幫助自己與他人協(xié)作開發(fā)出簡潔而極具功能性的產(chǎn)品。簡潔性將協(xié)作過程中經(jīng)常出現(xiàn)的溝通與同步障礙一掃而空，這也正是Go語言的核心價(jià)值所在。
