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目前主流开发技术的分析和总结

Posted: January 19, 2007 at 12:32 pm | Tags: java, ror, unix, web, windows, 开发, 技术, 类

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主流的程序设计语言：C++、Delphi(ObjectPascal)、Java、C#

　　桌面应用程序框架：MFC、VCL、QT、JavaAWT\SWING、.Net

　　企业应用程序框架：WindowsDNA（ASP、COM、COM+）、J2EE、.NetFramework

　　开发工具：VisualBasic、Delphi、VisualC++、C++Builder、VisualC#
*程序设计语言：C++\Delphi（本来应该是ObjectPascal，但为了简单，我就语言和工具混为一谈吧）\Java\C#(虽然他刚刚推出，但因为微软为之倾注了大量心血，一定会成为一种重要的开发语言)

　　　*桌面应用程序框架:MFC\VCL

　　　*企业应用程序框架:WindowsDNA\J2EE\.Net

　　　*COM技术：我单独提出这项技术，是因为它无法简单的被视为语言、桌面应用程序框架或企业应用程序框架，它与这些都有关系。

　　2.1 程序设计语言

　　2.1.1 C++语言的演进

　 　最初要从二进制代码和汇编说起，但那太遥远了。我们就从面向过程的语言说起吧（包括Basic\C\Fortran\Pascal）。这种面向过程的高 级语言终于把计算机带入了寻常的应用领域。其中的C语言因为它的简单和灵活造就了Unix和Windows这样的伟大的软件。

　　面向对象 的语言是计算机语言的一个合乎逻辑的进化，因为在没有过多的影响效率、简单性的前提下提供了一种更好的组织数据的方法，可使程序更容易理解，更容易管理 ——这一点可能会引出不同意见，但事实胜于雄辩，C++终于让C语言的领地越来越小，当今还活着的计算机语言或多或少的都具备面向对象的特征，所以这一点 并不会引起太多困惑。C++的成功很大程度要归因于C，C++成为它今天的样子是合乎逻辑的产物。因为在面向过程的时代，C几乎已经统一天下了。今天著名 的语言象Java\C#都从C借鉴了很多东西，C#本来的意思就是C++++。其实C++曾经很有理由统一面向对象程序设计语言的天下来着，但可惜的是， C++太复杂了。即使是一个熟练的程序员，要你很清楚的解释一些问题你也会很头痛。举几个还不是那么复杂的例子来说：

　　对=的重载\成员转换函数\拷贝构造函数\转化构造函数之间有什么区别和联系呢？

　　定义一个类成员函数private:virtualvoidMemFun()=0;是什么意义呢？

　　int(*(*x(int))[4])(double);是什么意思？

　 　还有其他的特征，比如说可以用来制造一种新语言的typedef和宏（虽然宏不是C++的一部分，但它与C++的关系实在太密切了），让你一不小心就摔 跤的内存问题（只要new和delete就可以了吗？有没有考虑一个对象存放在容器中的情况？）……诸如此类，C++是如此的复杂以至于要学会它就需要很 长的时间，而且你会发现即使你用C++已经好几年了，你还会发现经常有新东西可学。你想解决一个应用领域的问题——比如说从数据库里面查询数据、更改数据 那样的问题，可是你却需要首先为C++头痛一阵子才可以，是的，你精通C++，你可以很容易的回答我的问题，可是你有没有想过你付出了多大的代价呢？我不 是想过分的谴责C++，我本人喜欢C++，我甚至建议一个认真的开发普通的应用系统的程序员也去学习一下C++，C++中的一些特性，比如说指针运算\模 板\STL几乎让人爱不释手，宏可以用几个字符代替很多代码，对系统级的程序员来说，C++的地位是不可替代的，Java的虚拟机就是C++写的。C++ 还将继续存在而且有旺盛的生命力。
2.1.2 Java和C#

　　Java和C#相对于C++的不同最大的有两点：第一点是他们运 行在一个虚拟环境之中，第二点是语法简单。对于开发人员而言，在语法和语言机制的角度可以把Java和C#视为同一种语言。C#更多的是个政治的产物而不 是技术产物。如果不是Sun为难微软的话，我想微软不会费尽心力推出一个和Java差不多的C++++，记得Visual J++吗，记得WFC吗？看看那些东西就会知道微软为Java曾经倾注了多少心血。而且从更广泛的角度来说，两者也是非常相似的——C#和Java面对的 是同样的问题，面向应用领域的问题：事务处理、远程访问、Webservice、Web页面发布、图形界面。那么在这一段中，我暂且用Java这个名字指 代Java和C#两种语言——尽管两者在细节上确实有区别。Java是适合解决应用领域的问题的语言。最大的原因Java对于使用者来说非常简单。想想你 学会并且能够使用Java需要多长时间，学会并且能够使用C++要多长时间。由于Java很大程度上屏蔽了内存管理问题，而且没有那么多为了微小的性能提 升定义的特殊的内容（比如说，在Java里面没有virtual这个关键字,Java也不允许你直接在栈上创建对象，Java明确的区分bool和整型变 量），他让你尽量一致的方式操作所有的东西，除了基本数据类型，所有的东西都是对象，你必须通过引用来操作他们；除了这些之外，Java还提供了丰富的类 库帮助你解决应用问题——因为它是面向应用的语言，它为你提供了多线程标准、JDBC标准、GUI标准，而这些标准在C++中是不存在的，因为C++并不 是直接面向解决应用问题的用户，有人试图在C++中加入这些内容，但并不成功，因为C++本身太复杂了，用这种复杂的语言来实现这种复杂的应用程序框架本 身就是一件艰难的事情，稍后我们会提到这种尝试——COM技术。渐渐的，人们不会再用C++开发应用领域的软件，象MFC\QT\COM这一类的东西最终 也将退出历史舞台。

　　2.1.3 Delphi

　　Delphi是从用C++开发应用系统转向用Java开发应用系统的一 个中间产物。它比C++简单，简单的几乎象Java一样，因为它的简单，定义和使用丰富的类库成为可能，而且Delphi也这么做了，结果就是VCL和其 他的组件库。而另一方面，它又比运行于虚拟环境的Java效率要高一些，这样在简单性和效率的平衡之中，Delphi找到了自己的生存空间。而且预计在未 来的一段时间之内，这个生存空间将仍然是存在的。可以明显的看出，微软放弃了这个领域，他专注于两方面：系统语言C++和未来的Java(其实是. Net)。也许这对于Borland来说，是一件很幸运的事情。如果我能够给Borland提一些建议的话，那就是不要把Delphi弄得越来越复杂，如 果那样，就是把自己的用户赶到了C++或Java的领地。在虚拟机没有最终占领所有的应用程序开发领域之前，Delphi和Delphi的用户仍然会生存 得很好。

　　2.2桌面应用程序框架

　　目前真正成功的桌面应用程序框架只有两个，一个是MFC，一个是VCL，还有一些其他的，但事实上并未进入应用领域。遗憾的是我对两个桌面应用程序框架都不精通。但这不妨碍我对他做出正确的评价。

　　2.2.1MFC

　 　MFC（还有曾经的OWL）是SDK编程的正常演化的结果，就象是C++是C的演化结果一样。MFC本身是一件了不起但不那么成功的作品，而且它过时 了。这就是我的结论。MFC凝聚了很多天才的智慧——当然，OWL和VCL也一样，侯捷的《深入浅出MFC》把这些智慧摆在了我们的面前。但是这件东西用 起来估计不会有人觉得很舒服，如果你一直在用Java、VB或者Delphi，再回过头来用MFC，不舒服的感觉会更加强烈。我不能够解释MFC为什么没 有能够最终发展成和VCL一样简单好用的桌面程序框架，也许是微软没精力或者没动力，总之MFC就是那个样子了，而且也不会再有发展，它已经被抛弃了。我 有时候想，也许基于C++这种复杂的语言开发MFC这样的东西本身就是错误的——可以开发这样的一个框架，但不应当要求使用它的人熟悉了整个框架之后才能 够使用这个系统，但很显然，如果你不了解MFC的内部机制，是不太可能把它用好的，我不能解释清楚为什么会出现这种现象。

　　2.2.2VCL

　 　相比之下VCL要成功的得多。我相信很多使用VCL的人可能没有像MFC的用户研究MFC那样费劲的研究过VCL的内部机制。但这不妨碍他们开发出好用 好看的应用程序，这就足够了，还有什么好说的呢？VCL给你提供了一种简单一致的机制，让你可以写出复杂的应用程序。在李维的Borland故事那篇文章 中曾经说过，在Borland C++ 3.1推出之后Borland就有人提出开发类似C++ Builder一类的软件，后来竟未成行。是啊，如果C++ Builder是在那个时候出现的，今天的软件开发领域将会是怎么样的世界呢？真的不能想象。也许再过一段时间，这些都将不再重要。因为新生的语言如 Java和C#都提供了类似于VCL的桌面应用程序框架。那个时候，加上Java和C#本身的简单性，如果他们的速度有足够块，连Delphi这种语言也 要消失了，还有什么好争论的呢？只是对于今天的桌面程序开发人员来说，VCL确实是最好的选择。
2.3 企业应用程序框架

　　2.3.1 Windows DNA

　 　Windows DNA的起源无从探究了。随着.Net的推出，事实上Windows DNA将成为历史的陈迹。Windows DNA虽然是几乎所有的企业应用程序开发人员都知道的一个名词，但我相信Windows DNA事实上应用的最广泛的是ASP而不是COM+。真正的COM开发有多少人真正的掌握了呢，更不要提COM+(我有必要解释一下：COM+是COM的 执行环境，它提供了一系列如事务处理、安全等基础服务，让应用程序开发人员尽量少在基础架构设计上花精力)——当然我这里指的COM开发不是指VB下的 COM开发，所以要这么说，是因为我觉得如果不能理解用C++进行COM开发，也就不能真正的理解COM技术。如果以一种技术没有被广泛理解和应用作为失 败的标志，那么Windows DNA实际上是失败了，但这不是它本身的错，而是基于C++的COM技术的失败造成的。多层应用、系统开发角色分离的概念依然没有过时。
 2.3.2 J2EE

　 　J2EE是第一套成功的企业应用程序开发框架。因为它把事务处理、远程访问、安全这些概念带入了寻常百姓家。这种成功我认为要归因于Java的简单性。 Java的简单，对于J2EE容器供应商来说一样重要。开发一个基于Java的应用服务器要比基于C++的更容易。而且由于Java的简单性，应用系统开 发者出错的机会也会少一些，不会像C++的开发者那样受到那么多挫折。开发基于Java的企业应用系统的周期会更短，这恐怕是不容争辩的事实。不论如何， 是J2EE让事务处理、远程访问、安全这些原来几乎都是用在金融系统中的概念也被一般的企业用户使用并从中获得利益。

　　2.3.3 .NET

　 　.Net有什么好说的呢？其实，它不过是微软的J2EE。事务处理、安全、远程访问，这些概念在.Net中都找得到。更有力的说明是，微软也利用了. Net实现了一个PetStore。所以，.Net与J2EE几乎是可以完全对等的。但微软确实是一家值得尊敬的公司——我指从技术上，象Web form这种东西，我相信很多Web应用开发者都梦想过甚至自己实现过，但Sun却一直无动于衷，而且似乎Borland也没有为此作过太多努力，好像有 过类似的东西，但肯定是不怎么成功——Borland已经很让人敬佩了，我们也许无法要求太多。
2.4 COM技术

　　COM应当 是个更广泛的词汇，其实我觉得Axtive X、OLE、Auto mation、COM+都应当提及，因为如果你不理解COM，上面的东西你是无法理解的。而且，我只是想说明COM是一种即将消亡的技术，仅仅说说COM 的复杂性和他的问题就够了，所以不会提及那些东西。为什么会出现COM技术？COM的根本目标是实现代码的对象化的二进制重用，进而实现软件的组件化、软 件开发工作的分工。这要求他做到两点：第一，能够跨越不同的语言，第二，要跨越同一种语言的不同编译器。COM技术为这个目标付出了沉重的代价，尤其是为 了跨越不同的编译器，以至于无论对于使用者而言还是开发者而言，他都是一个痛苦的技术。但幸运的事，这一切终归要结束了。

　　让我们从这个 目的出发看看COM为什么会成为它现在的样子。其实COM不是什么新玩意，最初的DLL就是重用二进制代码的技术。DLL在C的年代可能还不错，但到了C ++的年代就不行了。原因在于如果你在.h文件中改变了类定义（增加或者减少了成员变量），代码库用户的代码必须重新编译才可以，否则用户的代码会按你的 旧类的结构为你的新类分配内存，这将产生什么后果可想而知。这就是为什么通过接口继承和通过接口操作对象成为COM的强制规范的原因，能够通过对象的方式 组织代码是COM的重要努力。那么著名的IUnknown接口又是怎么回事呢？这是为了让使用不同编译器的C++开发人员能够共享劳动成果。

 

　 　首先看QueryInterface，因为COM是基于接口的，那么一个类可能实现了几个接口，而对于用户来说，你又只能通过操作接口来操作类，这样你 必须把类造型成某个特定的接口，使用Dynamic_cast吗？不行，因为这是编译器相关的，那么，就只好把它放在类的实现代码中了，这就是 QueryInterface的由来。至于AddRef和Release，他们产生的第一个原因是delete这个操作要求一个类具有虚析构函数（否则的 话，他的父类的析构函数将不会被调用），但不幸的是不同的编译器中析构函数在vtbl中的位置并不相同，这就是说你不能让用户直接调用delete，那么 你的COM对象必须提供自己删除自己的方法；另外的原因在于一个COM对象可能作为几个接口在被用户同时使用，如果用户粗暴的删掉了某个接口，那么其他的 接口也就不能用了，这样，只好要求用户在想用一个接口的时候通过AddRef通知COM对象“我要使用你了，你多了一个用户”，而在不用之后要调用 Release告诉COM对象“我不用你了，你少了一个用户”，如果COM对象发现自己没有用户了，它就把自己删掉。

　　再看看诡异的 HRESULT，这是跨语言和跨编译器的代价。其实，异常处理是物竞天择的结果——连一直用效率作标榜的C++都肯牺牲效率来实现这个try- catch，可见它的意义，但COM为了照顾那些低级的语言居然抛弃了这个特征——产生的结果就是HRESULT。我们可以看看他是多么愚蠢的东西。首 先，我们要通过一个整数来传递错误信息，通过IErrorInfo来查找真正的错误描述，本来在现代语言中一个try-catch可以解决的问题，现在我 们却需要让用户和开发者都走很多路才能解决，你怎么评价这个结果？其次，由于这个返回计算结果的位置被占用了，我们不得不用怪异的out参数来返回结果。 想想一个简单的int add(intop1,intop2)在COM中竟然要变成HRESULT add(intop1,intop2,int* result)，我不知道你对此作何感想。而且由于COM的方法无法返回一个对象而只能返回一个指针，为了完成一个简单的std::string GetName()这一类的操作，你要费多少周折——你需要先分配一块内存空间，然后在COM实现中把一个字符串拷贝到这个空间，用完了你要删掉这个空 间，不知道你是否觉得这种工作很幸福，反正我觉得很痛苦。还有COM为了照顾那些解释性的语言，又加入了Automation技术，你有没有为此觉得痛 苦？本来一个简单的方法调用，现在却需要传给你一个标志变量，然后让你根据这个标志变量去执行相应的操作。（这一点我现在仍然不明白，为什么解释性的语言 需要通过这个方式来执行一个方法）。“我受够了，我觉得头痛”，你会说，是啊，我想所有的人都受够了，所有这些因素实际上是把COM技术变成了一头让人无 法驾驭的怪兽。

　　人对复杂事物的掌控能力终究是有限的，C++本身已经够复杂了，COM的复杂性已经超出了我们大部分人的控制能力，你需 要忍受种种痛苦得到的东西与你付出的代价相比是不是太不值得了？我们学习是为了解决问题，而现在我们却需要为了学习这件事情本身耗费太多的精力。这些痛苦 的东西太多了，我在这里说到的，其实只是一小部分而已。计算机技术是为人类服务的，而不是少数人的游戏（我想COM技术可能是他的设计者和一部分技术作者 的游戏），难道我们愿意成为计算机的奴隶吗？通过一种过于复杂的技术抛弃所有的人其实等于被所有的人抛弃，这么多年中选择J2EE的人我相信不乏高手，你 是不是因为COM的过于复杂才选择J2EE的？因为它可以用简单的途径实现差不多的目标——软件的“二进制”重用、组件化、专业分工（容器开发商和应用开 发商的分工）。事实上，你是被微软所抛弃的，同时，你也抛弃了微软。

　　现在让我们回来吧，我把你带进了COM的迷宫，现在让我把你领回 来。再让我们看看COM到底想实现什么目标，其实很简单，不过是代码的二进制重用，也就是说你不必给别人源代码，而且你的组件可以象计算机硬件那样“即插 即用”。我们回过头来看看Java，其实，这种二进制重用的困难是C++所带来的（这不是C++本身的错，而是静态编译的错），当Java出现的时候，很 多问题已经不存在了。你不需要一个头文件，因为Java的字节码是自解释的，它说明了自己是什么样子的，可以做什么事情。不像C++那样需要一个头文件来 解释这些事情；也不需要事先了解对象的内存结构，因为内存是在运行的时候才分配的。如果我们现在再回过头来解决COM要解决的问题，你会怎么做呢？首先你 会不再选择C++这种语言来实现代码的“二进制”重用，其次，你会把所有的语言编译成同样的“二进制”代码（实际上，应当说是字节码），这显然是更聪明的 做法，从前COM试图在源代码的级别抹平二进制层次的差异，这实际上是让人在做本来应当由机器做的事情，很愚蠢是吗？但他们一直做了那么多年，而且把这个 痛苦带给了整个计算机世界——因为他们掌握着事实的标准，为了用户，为了利润，为了能够在Windows上运行，尽管你知道你在做着一个很不聪明的事情， 但你还是做了。

　　COM技术为了照顾VB这个小兄弟和实现统一二进制世界的野心，实在浪费了太多的精力。首先，落后的东西的消亡是必然 的，就象C、Pascal在应用领域的消亡一样，Basic一点一点的改良运动是不符合历史潮流的做法，先进的东西和落后的东西在一起，要么先进的东西被 落后的东西拖住后腿，要么是同化落后的东西，显然我们更愿意看见后者，现在Basic终于被现代的计算机语言同化了。其次，统一二进制世界好像不是那么简 单的事情，而且也没什么必要，微软的COM技术奋战了10年，现在也只有他自己和Borland支持，.Net终于放弃了这个野心。这一切终于要结束了。

过去J2EE高歌猛进地占领着应用开发的领地，COM在这种进攻面前多少显得苍白无力。现在微软终于也有了可以和J2EE一较长短的.NET，对于开发 人员来讲，基于字节码的组件的二进制重用现在是天经地义的事情；你不用再为了能够以类方式发布组件做那么多乱七八糟的事情，因为现在所有的东西本来就是类 了；实现软件开发的分工也很自然，你是专业人员，就用C#吧，你是应用开发人员，你喜欢用VB.Net，你就用吧，反正你们写的东西最终都被翻译成了一样 的语言（其实我觉得这一点意义不大，因为一些不那么好用的语言被淘汰是正常的事情，C风格成为程序设计语言的主流风格，肯定是有它的原因的，语言的统一其 实是大势所趋，就象中国人民都要说普通话一样，我觉得Java不支持多语言算不上缺点——本来就是一种很好看很好用的语言了，为什么要把简单问题复杂化 呢？）。COM不会在短期内死去，因为我估计微软还不会马上用C#开发Office和Windows的图形界面部分，但我相信COM技术退出历史舞台的日 子已经不远了，作为一般的开发人员，忘了这段不愉快的历史吧——你将不会在你的世界里直接和COM打交道。若干年以后，我想COM也许会成为一场笑话，用 来讽刺那种野心过大、钻牛角尖的愚蠢的聪明人。