Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Сейбел Питер

Сейбел: Какую из найденных вами ошибкок вы считаете самой серьезной?

Фицпатрик: Я стараюсь их не запоминать. Ненавижу, когда предположения столь сильно расходятся с реальностью. Недавно (это явно не пример самой плохой ошибки в моей жизни) я потратил полтора часа на отладку, потому что писал в один файл, а читал другой — с таким же точно именем, только путь к нему был на один элемент короче. Я продолжал перезапускать этот огромный MapReduce, наблюдая за выходными данными, и наконец запустил GDB для пошаговой отладки. «Какого хрена? — говорил я себе. — Ничего не меняется!» В конце концов я глянул на пути и воскликнул: «Бог ты мой!», — не знаю, как я мог потратить на это полтора часа. Я был так одержим, что даже не вернулся, чтобы проверить корректность командной строки.

И так бывает нередко. Мы постоянно сталкиваемся с подобными вещами в Perl, например, когда переменная $_ не определена в лексической области видимости. Возишься с $_ в сортировке, а на самом деле используешь значение, определенное где-то очень далеко. Эта ошибка доставала нас постоянно, создавая немало проблем. Когда мы наконец выяснили в чем дело, я провел аудит всего нашего кода, и мы ввели правило «никогда не делай этого».

Сейбел: Какие инструменты вы используете для отладки? Отладчики? Операторы print In? Еще что-то?

Фицпатрик: Я использую операторы print In, если среда позволяет это. Если в среде есть хорошие отладчики, использую отладчик. GDB хорошо поддерживается в Google и порой просто незаменим. Стараюсь использовать его пореже. Я в нем не такой уж большой специалист, но могу осмотреться и представить положение вещей в целом. Если приходится забираться в дебри, то я всегда могу как-нибудь выпутаться. Я люблю утилиту strace, просто не представляю жизни без нее. Если я не знаю, что делает моя или чья-то программа, то запускаю ее под strace и вижу, что конкретно в ней происходит. Если бы мне пришлось выбрать только одну утилиту, я бы выбрал именно ее. Все инструменты, вроде Valgrind и Callgrind, очень хороши.

Но в последнее время, если происходит что-то странное, я поступаю так: «Хорошо, вот эта функция слишком велика; давайте разобьем ее на части поменьше и напишем модульные тесты, чтобы проверить работоспособность каждой части независимо и найти место, в котором мои предположения оказались ошибочными, а не втыкать операторы print In где попало».

Бывает позже, в процессе рефакторинга, я начинаю думать о коде больше, и проблема становится очевидной. Тогда я могу вернуться к той огромной уродливой функции и исправить ее, но половину исправлений я уже внес; я могу продолжить, чтобы облегчить работу того, кто будет поддерживать код после меня.

Сейбел: Как вы используете инварианты в своем коде? Одни программисты добавляют специальные утверждения, другие добавляют инварианты на каждом шагу, что позволяет им проверить формальные свойства своей программы. Между этими двумя крайностями много промежуточных вариантов.

Фицпатрик: Я не сторонник чисто формального подхода. Мое основное правило: если некорректные данные могут приходить от конечного пользователя, то это не ошибка времени выполнения. Но если взаимодействие осуществляется между двумя кусками моего кода, я прерываю выполнение настолько жестко, насколько это возможно, — чем раньше упадет программа, тем лучше.

Я стараюсь мыслить главным образом в терминах предусловий и проверяю данные в конструкторе и в начале функции. При этом, если возможно, я использую условные проверки, чтобы компилятор мог их впоследствии выкинуть. Тут есть много подходов, я недостаточно подкован, чтобы говорить о том, какой из них самый верный. Есть языки, в которых все это является частью самого языка. Но почти во всех языках, которыми я пользуюсь, это оставлено на усмотрение программиста.

Сейбел: Вы писали когда-то, что оптимизация — ваш любимый процесс в программировании. Это все еще так?

Фицпатрик: Я люблю оптимизацию за то, что без нее можно обойтись. Вы делаете это, когда все уже работает, а это самое важное. Дальше вы либо экономите деньги, либо устраиваете соревнования по гольфу на языке Perl[28]: как сделать этот код короче или значительно быстрее? Нам надо было обнаружить наиболее часто используемые участки кода в Живом Журнале, и я устроил небольшие состязания: «Вот код. Вот тестовая программа. Сделайте код максимально быстрым». И выслал парсер заголовка балансировщика нагрузки. Мы писали безумные регулярные выражения, без поиска с возвратом, пытаясь захватить что-то самым эффективным способом. Мы соревновались друг с другом, получая все более эффективные решения. Но на следующий день пришел один парень. Он написал все на C++ с применением XS[29] и говорит: «Я выиграл».

Сейбел: Сегодня обратная сторона этого в том, что...

Фицпатрик: Время программиста дороже подобной ерунды? Да, это верно, но только если компьютеров мало. Если количество компьютеров возрастает, время программиста начинает стоит меньше, чем компьютеры, на которых установлено ПО. В этом случае стоит писать на Си, и профилировать свой код, и исправлять компилятор, и платить людям за работу на GCC для ускорения компиляции.

Сейбел: Но даже Google использует C++, а не ассемблер, так что есть какая-то точка, в которой попытка выжать максимальную производительность становится невыгодной. Или есть теория, что хороший компилятор C++ генерирует лучший код, чем все программисты на ассемблере, которых еще поискать?

Фицпатрик: Мы все еще пишем кое-что на ассемблере, но крайне редко. Мы профилируем огромное количество кода, и бывают случаи, когда требуется переписать код с Perl на Си, а потом с Си на ассемблер. Но даже для платформы х86 есть различные варианты этой платформы. Вы действительно хотите писать разный ассемблерный код для каждого варианта платформы x86? Этот процессор использует SSE 2, а этот только SSE 3.1. Пусть лучше всем этим занимается компилятор.

Сейбел: Вы учились программированию по руководству программиста еще в детстве. Есть ли книги, которые вы настоятельно рекомендуете начинающим или всем программистам?

Фицпатрик: Если говорить о Perl, то даже программисту, который знает его хорошо, я бы посоветовал книгу Марка Джейсона Доминуса (MJD) «Higher-Order Perl» (Высокоуровневый Perl). Книга действительно отличная, автор начинает с простых вещей, и вы думаете: «Знаю, знаю, что такое замыкания», — но он потихоньку долбает ваш мозг, и к концу книги он просто готов взорваться. И хотя теоретически я знал все это, но увидев столь экстремальный подход, изменил свое мнение. Я рекомендовал эту книгу многим своим друзьям, им она тоже взорвала мозг. В целом, я бы советовал читать книги, которые заставляют думать по-новому. Это просто самый свежий пример, который мне вспомнился.

Сейбел: Вижу, у вас есть книга «The Art of Computer Programming»[30], но она не выглядит слишком потрепанной. Вы много из нее прочли?

Фицпатрик: Я не трогал ее около пяти лет, да, не меньше. Иногда я брался за нее и читал отдельные куски ради удовольствия. Но к тому времени, как я купил эту книгу, я уже знал многое из того, что в ней описано, по университетским занятиям. Так что от нее было бы больше пользы раньше. Но до появления Интернета я ничего о ней не знал.

Сейбел: Как вы считаете, в каком объеме программист должен знать математику? Чтобы прочесть и как следует понять книги Кнута, нужно иметь приличную математическую подготовку. Но необходимо ли это сегодня программисту?

Фицпатрик: Ему не нужно так уж много математики. Для большинства программистов в ежедневной работе гораздо важнее статистика. Если рисуешь всякие графики, то математика, само собой, нужна, но большинство программистов в основном разрабатывают разные корпоративные приложения на Java и всякую ерунду для Сети. Очень помогает знание логики, ну и статистика тоже очень полезна.