A brief introduction to SPDY – 邁向 HTTP/2.0 – 投影片

這是這次在 WebConf Taiwan 演講的投影片。從接到演講邀請就想說講什麼題目最切題，雖然自己比較熟的是 Rails，但是好像從前年開始就沒有在公開的場合講 Rails 了(咦?) anyway，這次一開始投的是「如何善用 REST 和 Hypermedia 設計 Web APIs」，後來看 SPDY 覺得這更實用且影響更大，更值得介紹給大家。加上我自己之前看 HTTP 連線管理 就覺得這議題蠻有趣的。REST 只是一種設計風格，而 HTTP 可是大家賴以為生的通訊協定啊，所以就毅然決然決定來改題目…

會後似乎獲得了不錯的回響，看來很多人都是第一次認識 SPDY 啊，題目真是挑對了 XD

Defensive Programming 防禦性程式設計

TL;DR 避免 Defensive Programming，愛用 Fail Fast 策略。

什麼是防禦性程式設計，在 Erlang’s Programming Rules and Conventions: Do not program “defensively” 裡這樣說明：

防禦性程式發生在程式設計師不相信系統的輸入(input)資料時。一般來說我們不需要測試輸入的資料來確保功能正常。系統中大部分程式碼應該可以假設輸入的資料是正確的，只有一小部分的程式需要真的檢查資料，這通常發生在資料第一次輸入的時候。只要資料在輸入進系統時被檢查過，那麼就應該可以假設它是正確的。

也就是說，當你不相信輸入時，你就得去檢查它。有經驗的程式設計師應該都非常熟悉這種作法，他的缺點在於這常是多餘的資源浪費，不但浪費效能，也增加程式碼維護的成本。好比說一個方法已經檢查過參數了，該方法又繼續把參數傳遞給別的方法時，可能又要再檢查一次。如果所有方法都要針對參數重複做嚴格的檢查，豈不是非常囉嗦。所以 Erlang’s Programming Rules 建議你在系統裡不要檢查，crash 與否的責任在於呼叫方，在於資料一開始輸入進系統的時候，而不是這個方法。

但是，總是有需要檢查的時候，特別是資料第一次輸入進系統的邊界情況，以應用程式來說，就是指使用者的輸入; 以 Library 來說，就是指 Public API。這時候有兩種策略來對付不乖的參數： 1. 修正或略過資料的錯誤(defensive, compensate) 2.丟出錯誤(offensive, fail fast)

讓我們來看看例子吧。以 Check Null 型的問題來說，有三種寫法：

# defensive programming
# 如果參數不符合條件，就略過或修正它
def resize_image(image)
    if image && image.is_a?(File) # 檢查 image 不是 nil，而且是 File
        # execute code
    else
        # ingore, nothing happened.
    end
end

# non-defensive programming
# 不檢查，錯了就讓他 crash 吧
def resize_image(image)
    # execute code
end

# offensive programming (fail fast)
# 檢查，有錯就馬上失敗讓你知道
def resize_image(image)     
  raise "The image is invalid" unless ( image && image.is_a?(File) )                
  # execute code        
end

Daniel Roop 在 Why Defensive Programming is Rubbish 認為 defensive 策略是一種 Hide the Problem Programming，我覺得講的很好。為什麼呼叫方會傳不對的值進來呢? 這是應該要去 trace 的問題，而不是把問題隱藏起來。長久以往下來，整個系統的不確定性就會越來越多，也就越來越難維護。

比較建議的作法是，如果是系統內可以相信呼叫方，那就不要檢查了。如果是邊界情況需要檢查，就做 offensive programming，也就是 “Fail Fast”，把條件限制當做一種契約，如果呼叫方(caller)不照規矩來，整個方法就會 fail 掉，這樣的好處是可以提早發現問題，並且在問題發生的第一時間就可以修好，讓整個系統朝向可以互相信任的方向成長。

再舉一個更惡名昭彰的 defensive programming 的例子：

# defensive programming
def run
    # execute code      
    rescue  # 救回所有例外
end

此例中，無論發生什麼錯誤，這個方法都會回傳 nil，非常安全不會 crash。但是即使 execute code 的地方打錯字也不會怎樣，徹底把問題隱藏起來了。

可是….

可是我們設計API的時候，特別是像 Ruby 這種動態語言，常常允許參數很有彈性耶? 例如

 # 參數 i 除了可以是數字之外，也可以是字串，例如 "123"
def process_integer(i)
    var = i.to_i # 轉數字
    # process var
end

# 參數 s 除了可以是字串之外，也可以是 Symbol 或數字等
def process_string(s)
    var = s.to_s # 轉字串
    # process var
end

# 參數 a 除了可以是陣列之外，也可以只傳一個元素或nil
def process_array(a)
    arr = Array(a) # 讓 arr 一定是陣列
    arr.each do |x|
        # process x
    end
end

好吧，這種算是”有意 (intentional)”的 API 設計，我們擴大了參數的彈性，而且呼叫方(caller)明確知道可以這樣呼叫(最好搭配API文件)。在 Confident Ruby 這本書裡，提到了很多 Ruby 適用的技巧。

Contract by Design

另一種解決檢查參數前置性條件的根本方法，叫做”契約式設計 Contract by Design”，也就是在語言層面去宣告前置條件。不過，大部分的程式語言都沒有內建，Ruby 是有一些第三方套件(利用Ruby的meta-programming特性來做)，不過用的人就不多了。

結論

  1. 在系統邊界內，盡量相信輸入，不做檢查
  2. 如果需要檢查，採用有錯誤就中斷掉的方式(Fail-fast)，避免 defensive programming 把問題藏起來

後話

另一個會讓整個系統充滿防禦性風格的情況，可能發生在團隊感情不好的環境。為什麼呢? 因為溝通不良，加上沒有適當的規範，所以寫code的時候只好處處防著別人，為了怕 crash 要麻煩別人(caller)，只好額外費工加一大堆多餘的條件檢查和處理，把問題都埋起來好讓方法不會crash…

參考資料

註: 有些人認為 “fail fast” 也算是 defensive programming 的一招。我這裡採用對比的 offensive programming 說法。

Kent Beck 的四個簡單程式設計原則

什麼是好設計，打從開始 coding 以來就是一個不斷追求的大哉問，從
SOLID 看到 Design Patterns，每一個原則看起來好有道理，每一個設計模式都在等著你的套用。

但是最近幾年的工作讓我有不一樣的心得，而不再費心追求「完美」的設計。同一個問題，每個人都會想出不一樣的解法，都說自己的解比較好。於是這些設計原則，常就淪為爭論的工具，當我覺得你的解法做太多事情時，搬出YAGNI; 當我覺得你的解法太複雜時，搬出KISS; 當覺得一個類別太肥大的時候，就搬出 SRP，反正都可以找到支持的論點就對了。很多時候其實不管哪一種方案，都是可以接受的可行方案，於是後來我就不想去爭個你死我活、斤斤計較當下的細節設計了。好設計應該是演進(grow)出來的，我首先在乎的反而是有沒有留下可用的測試和清楚好讀的程式，這樣才可以留下(後人)改進的機會。

回到正題，Kent Beck 在 eXtreme Programming 中，對於什麼是 Simple Design，留下了四個 Xp Simplicity Rules，我個人蠻喜歡的，因為很簡單又基本：

  1. Pass All Tests 通過全部測試：有測試才能夠讓軟體不斷的演進(grow)下去，不然你不是被 regression bugs 淹死，就是只能不計成本把code砍掉重練。如何寫好測試也是個大哉問，xUnit Test Patterns: Refactoring Test Code一書是其中的bible，嫌厚的話，可以先看看Refactoring Test Code這一篇paper，都是在講重構你的測試程式。當然，事情總是過猶不及，老闆付錢給你是為了得到 code，不是 tests。測試只是幫助我們寫好code的工具，追求100%完整的好測試並不是目的。

  2. Reveals Intent (Self-Documenting Code) 程式能夠表達出意圖：其中最重要而且基本的，就是要有好的程式命名，無論是類別、方法、變數等等。專講 Readable 的書有一本可以推薦 The Art of Readable Code。我這裡還推薦一個我最喜歡的技巧 Composed Method (搞笑談軟工也有一篇介紹)，這招也是 Kent Beck 大師提出的，將細節的實作抽取成一個小方法，讓整個方法裡的操作都是類似的粒度，小小一招，大有作用。

  3. No Duplication (DRY) 不重複：”Every piece of knowledge must have a single, unambiguous, authoritative representation within a system” 完整定義請複誦三次。有時候重複並不是這麼明顯，例如作用重複的程式，但命名不同，或是命名重複，但程式作用不一樣。這裡推薦 David Chelimsky 的影片 Maintaining Balance While Reducing Duplication (slides)和 Maintaining Balance while Reducing Duplication: Part II，可以增進對 DRY 的理解，DRY 不只是在講不要重複程式碼而已。

  4. Has no superfluous parts (Minimizes the number of classes and methods) 不多餘：這一條也就是 YAGNI，不要實作多餘的功能。我個人不怎麼喜愛這個原則。不是不贊同，不需要的功能花時間去寫當然是浪費大家時間，而是這個原則太容易例外了。有時候會寫下多餘的程式來增加功能或擴充性，那是因為你擁有的經驗、直覺跟當時的情境告訴你應該這麼做，這可以在不久的將來就派上用場，過於強調 YAGNI 反而一板一眼教條主義了。光單看”減少類別跟方法的數量”跟 SRP 和 Composed Method 就有所衝突了，後兩者都會增加類別和方法的數量。

重要性 1 > 2 > 3 > 4，也有版本講 1 > 3 > 2 > 4。

參考資料

機會難得之 Matz 在台見面會

因為昨天才敲定這個行程，所以宣傳慢了。目前還有名額，不限有報名 conference 朋友，機會難得。報名請前往 Registrano。

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來台參加 RubyConf Taiwan 2012 的 Matz (Ruby 程式語言發明人) 和 Koichi Sasada (YARV作者) 將和大家進行粉絲見面會。本活動自由報名，不限參與 RubyConf Taiwan 的聽眾，免費。

時間: 2012/12/6 18:30 ~ 21:30 (Matz 約 19:00 到場)

議程: 現場 QA，自由聊天

地點: 伯朗咖啡天母店 – 台北市天母東路68號5F (新光三越A棟5F) Google Map

◎公車： 啟智學校：285、646、645、606、616、685 ◎捷運：芝山站出口，轉搭新光三越接駁車

報名請前往 Registrano 系統

喜愛的程式設計名言

每次看技術書籍的時候，特別喜歡翻過一遍作者放在章節開頭的名言佳句(如果有的話)，通常都蠻有意思的。所以在自己的書裡也想這樣做，這是目前收集的名言佳句。不過要做到每則名言都剛好呼應該章內容真是困難啊。

  1. Life’s too short to build something nobody wants – Ash Maurya, Running Lean 作者
  2. Give someone a program, you frustrate them for a day; teach them how to program, you frustrate them for a lifetime. – David Leinweber
  3. There are two ways of constructing a software design: One way is to make it so simple that there are obviously no deficiencies and the other way is to make it so complicated that there are no obvious deficiencies. — C.A.R. Hoare
  4. Actually, I’m trying to make Ruby natural, not simple. Ruby is simple in appearance, but is very complex inside, just like our human body. – Matz, Ruby 發明人
  5. Much of the essence of building a program is in fact the debugging of the specification. – Fred Brooks, The Mythical Man-Month 作者
  6. The first 90% of the code accounts for the first 90% of the development time. The remaining 10% of the code accounts for the other 90% of the development time. – Tom Cargill
  7. Complication is what happens when you try to solve a problem you don’t understand – Andy Boothe
  8. Weeks of programming can save you hours of planning. – Unknown
  9. Controlling complexity is the essence of computer programming. — Brian Kernighan
  10. All problems in computer science can be solved by another level of indirection(abstraction) – David Wheeler
    …except for the problem of too many layers of indirection. – Kevlin Henney’s corollary
  11. Programming today is a race between software engineers striving to build bigger and better idiot-proof programs, and the Universe trying to produce bigger and better idiots. So far, the Universe is winning. — Rick Cook
  12. Debugging is twice as hard as writing the code in the first place. Therefore, if you write the code as cleverly as possible, you are, by definition, not smart enough to debug it. — Brian W. Kernighan
  13. I’m not a great programmer; I’m just a good programmer with great habits. ― Kent Beck
  14. Most of you are familiar with the virtues of a programmer. There are three, of course: laziness, impatience, and hubris. – Larry Wall, Perl 程式語言發明人
  15. Any fool can write code that a computer can understand. Good programmers write code that humans can understand. – Martin Fowler
  16. Measuring programming progress by lines of code is like measuring aircraft building progress by weight. – Bill Gates
  17. It’s not a bug – it’s an undocumented feature. – Unknown
  18. The most depressing thing about life as a programmer, I think, is if you’re faced with a chunk of code that either someone else wrote or, worse still, you wrote yourself but you no longer dare to modify. That’s depressing. – Peyton Jones
  19. It works on my machine! – 數以萬計的程式設計師
  20. Talk is cheap. Show me the code. – Linus Torvalds
  21. I thought of objects being like biological cells and/or individual computers on a network, only able to communicate with messages — Alan Kay, Smalltalk 發明人
  22. When you choose a language, you’re choosing more than a set of technical trade-offs—you’re choosing a community. -Joshua Bloch
  23. Quality, Speed or Cheap. Pick two. – Unknown
  24. Developer testing isn’t primarily about verifying code. It’s about making great code. If you can’t test something, it might be your testing skills failing you but it’s probably your code code’s design. Testable code is almost always better code. – Chad Fowler
  25. We should forget about small efficiencies, say about 97% of the time: premature optimization is the root of all evil. – Donald Knuth
  26. No code is faster than no code. – Merb core tenet
  27. If you’re the smartest person in the room, you’re in the wrong room. – Unknown
  28. How long would it take your organization to deploy a change (to production) that involves just one single line of code? Do you do this on a repeatable, reliable basis? – Mary Poppendieck
  29. Nine people can’t make a baby in a month.  — Fred Brooks, The Mythical Man-Month作者
  30. Good code is its own best documentation. As you’re about to add a comment, ask yourself, ‘How can I improve the code so that this comment isn’t needed?’ Improve the code and then document it to make it even clearer. – Steve McConnell, Code Complete 作者
  31. A person does not really understand something until after teaching it to a computer. – Donald Knuth

有特別喜歡哪句嗎? 或是你自己有喜愛的名言，歡迎告訴我。

「守、破、離」學習模式三階段

第一次在 Agile in a Flash 小卡上看到「守、破、離」還一頭霧水不知道在講什麼。最近因緣際會才終於了解意思，據說是出自於學習劍道的不同階段：

  • 「守」，一切盡量遵守教條，練習基本功夫直到熟練。這個階段專心學習一種實務，比學習各種理論重要。
  • 「破」，開始打破一些規範限制，可以因地制宜靈活運用。這個階段開始思考理論，也會參考看看其他門派是怎麼做的。
  • 「離」，超越所有規範的限制，自創一格，達到無招勝有招的境界。

學習軟體開發又何嘗不是如此，無論是 Scrum、TDD 或是 Design Patterns，總是得先經歷一段照章行事「盡信書」的階段，循序漸進，才能融會貫通。而不是直接進到「黑貓白貓，會抓老鼠的就是好貓」「無招勝有招」「盡信書不如無書」的階段，直接把所有規範拋開。

例如，前一陣子 Kent Beck 大師 (TDD作者和XP發明人)在 stackoverflow 回答了一題測試要測多少深，答案竟然是 “I get paid for code that works, not for tests, so my philosophy is to test as little as possible to reach a given level of confidence.” 可說是跌破眾人眼鏡 XD 但其實這種答案根本是第三階段的大師答案嘛，也就是「隨心所欲寫測試」的大師境界。如果從來沒學過寫測試，看到這句搞不好會說測試根本不重要，不需要學哩。所以搞清楚自己在哪個階段也是很重要的，當你聽到有人說「「X方法不重要，只要做的出來就好」時，要注意到大師已經練到可以隨心所欲，我們普通人還是先乖乖遵守「所有 production code 都應該要有對應的 test」培養寫測試的感覺跟經驗吧。