The Programmers Stone (Программистский камень) - Alan Carter

По возможности избегайте расставлять захламляющие ваш код assert()и условную компиляцию отладочных макросов. Вам не достичь необходимой достаточности плато качества, если все вокруг завалено мусором.

Увлечение формой (а не содержанием) и комбинаторный взрыв

По некоторым причинам существует мнение, что для того, чтобы системы были робастными (устойчивыми к ошибкам), им требуются нормальные режимы, режимы сбоя, в которые они попадают при сбое, и режимы восстановления, в которые они переходят после попадания в режим сбоя для возврата в нормальный режим. Частично это провоцируется потерявшими ориентировку пользователями, которые пытаются описать цели в случае сбоя, но делают это рассуждая о «режимах» системы. Это деликатная область, поскольку при обсуждении сбоя пользователи должны думать о составляющих реальной системы, которые могут давать сбой, и они должны обсуждать сбои заранее, раз они вынуждены подписывать Требования Пользователя, которые потом могут быть использованы как палка, которой их будут бить. Это значит, что они должны пытаться изучить финальную реализацию лучше, чем ее знают сами разработчики, чтобы суметь описать, что нужно делать при сбое компонентов.

Подчеркивая важность диалога, необходимо также отметить часто упускаемый момент. Действительно ли пользователь хочет, чтобы вы реализовали режим сбоя, детально описанный в Требованиях Пользователя? Может будет достаточно системы, которая просто работает? Конечно, скорее всего так и есть, но многие команды сломя голову бегут и реализуют эти сбои, как и сказано в Требованиях Пользователя.

Современная легенда в ICL гласит, что когда они покупали первую партию плат от Fujitsu, то сделали оценку, что надежность будет составлять 1 % отказов. Поэтому прямо перед отправкой первой сотни один из директоров Fujitsu взял сверху из ящика плату и, перед тем как положить ее обратно, стукнул по ней молотком.

Помимо необходимости управлять переключениями состояний и исполнением редко когда нужного кода, в системах такого рода есть более глубокая проблема.

Сначала мы находимся в нормальном режиме. Затем попадаем в режим сбоя. Затем в режим восстановления. Что случится, если опять произойдет сбой? Что, у нас приключился сбой во время восстановления из режима сбоя? Восстановления из сбоя во время восстановления из сбоя? Тут очень легко появляется необходимость бесконечного расползания системы режимов, а не просто распознавание сбоев. Конечно, если дизайн всех уровней одинаков, то ничего страшного — вам остается лишь доказать, что это именно тот случай.

Если вы смогли остановить бесконечное расползание, то, вероятно, сделали и следующий шаг — устранили нормальный режим и режим восстановления и оставили только режим сбоя! (Или устранили нормальный режим и режим сбоя и оставили режим восстановления, если вам так больше нравится.) При этом отпадает необходимость управлении скоординированными переключениями на многих платформах в моменты, когда гремлины шевелят контакты в сетях питания. Системе даже не нужно знать, что она находится под непрерывной атакой реального мира, и что это уже четвертый раз, как она пытается обработать пучок транзакций. При этом, если вы достаточно аккуратно определили Правильные Вещи, для выполнения Правильных Вещей не нужно знать их контекста.

Наличие множества режимов для обработки сбоев на самом деле гораздо менее нужно, чем думает большинство людей, а избавление от них очень сильно улучшает управляемость сложностью. Если мы желаем сохранить контроль и понимание наших проектных решений, мы должны минимизировать сложность всего, что мы можем. На стороне победителя в этом уравнении находится плато качества. На стороне проигравшего — взаимодействие одной сложности с другой сложностью, дающее невообразимый рост пространства состояний системы, называемый «комбинаторным взрывом».

Избегайте избыточности представления

Каждый проектировщик баз данных знает о нормальных формах. Дело становится очень сложным, если пытаться проводить полный анализ предмета в условиях реального мира, но базовая идея очень проста. Избегайте избыточности в представлении. Если вам понадобилась запись заказа и запись счета, каждая из которых требует названия заказчика, храните запись о заказчике в одной таблице, и используйте уникальную ссылку на таблицу заказчиков в записи заказа. Затем вставьте ссылку на таблицу заказов в записи счета. Тогда вещи никогда не встанут наперекосяк, когда вам придется не забывать удостовериться в загрузке разных мелочей каждый раз, когда вы хотите изменить данные.

Дело в том, что концепция нормализации базы данных из тех же соображений применима везде. Никогда не храните одну вещь и, отдельно, еще одну неподсоединенную вещь, которая полагается на то, что первая существует. Пусть данные управляют своей собственной структурой, и не появится никаких перекосов. Ритуальное использование структур данных часто включает претензию на управление держа зубную щетку и палочки для еды в одной руке. Если мы создаем структуру финансовых отчетов в Ящике А, а сложное описание Ящика А в Ящике В, то мы можем провести много времени копаясь в Ящике В, и ни разу не обратим внимания на тот факт, что на самом деле мы вообще не понимаем того, что происходит в Ящике А!

Не попадайте в эту ловушку. Пусть данные представляют сами себя, или, как сказал Лори Андерсон (Laurie Anderson) в книге «Большая наука» (Big Science)

Let X = X

Посмотри на состояние всего этого!

Точно также как важно избегать избыточности представления данных в контексте вашей системы, важно также избегать избыточности представления данных вашей системы в контексте платформы. Это истинно, поскольку из-за сбоев глобальные ресурсы могут оказаться в непредсказуемых состояниях. Проект всегда должен предусматривать освобождение всех системных ресурсов, особенно частично записанных файлов, которые съедают пространство диска, даже если они не нарушают работы системы.

Осознавайте, какие системные ресурсы освобождают себя сами (такие, как семафоры), когда процесс-владелец погибает, и предпочитайте их.

Избегайте «процессов очистки», которые срабатывают самопроизвольно по системным часам и захватывают права на все ресурсы вашей системы. Пытайтесь использовать протоколы инициализации, которые начинаются с определения известного состояния и только потом двигаются вперед. Вот это может стать примером:

Найти входной файлЕсли выходной файл уже существует, удалить входной файл и завершить работуОткрыть входной файлОткрыть временный выходной файл со стандартным именемНаправить результат обработки входного файла в выходной файлПо окончании записи изменить атомарной операцией имя временного файла на имя выходного файлаУдалить входной файл.

Или, крепко возьмитесь левой рукой прежде чем отпустить правую!

Реальность системы как объекта

Этот раздел прежде всего обращен к проектировщикам объектных систем, поскольку проблема, которой он касается, прежде всего проявляется в объектном подходе. Это происходит из-за строгой инкапсуляции, которую предоставляет объектная модель. Мы уже обсуждали два подхода к проектированию объектных систем, которые предпочитают картостроители и паковщики. Подход картостроителя включает понимание природы желания, а затем в процессе итераций выявляется адекватная динамика системы и создается оптимальное взаимное соответствие (карта) между динамикой проблемы и семантикой системы.

Объектные проекты нацелены на создание формализованного Хода Конем («вилки») с использованием подхода, который явно связывает объекты реального мира с жизнеспособной семантикой системы посредством объектных языков программирования (будь это Eiffel или генератор кода UML). При разработке этих проектов их создатели стремятся представить все, что есть сейчас в реальном мире, а не будет завтра, когда система будет использоваться. Главное отличие в том, что завтра система будет существовать в мире пользователя — сегодня это не так. Поэтому аналитики регулярно создают маленькие картинки мира пользователя в будущем, которые содержат все, кроме самой компьютерной системы, которая является центром всего сценария.

Тем не менее, внутренний проект системы также испытывает затруднения из-за недостаточного представления самой системы. Кто-то мог бы сказать, что система реального мира и внутренняя система — это одно и то же как в реальном, так и в абстрактном мирах, и, следовательно, эта идентичность в объектных проектах формирует появление «Хода Конем» в наиболее фундаментальной форме.

Вот два глубоких вопроса, возникающих при поиске объектов и попытках найти их взаимосвязи: