开发人员为何应该使用 Mac OS X 兼 OS X 小史 — 转载   Leave a comment

一周前我和 Tinyfool 闲聊苹果操作系统,都认为对于开发人员来说,苹果操作系统(Mac OS)是上佳的选择。 Tinyfool 笔头很快,当即就写了一篇长文章, 我则笔头很慢,今天才全部码好。 他的文章的主要切入点在于 Mac 平台作为目标开发平台的优势,而我这篇的切入点主要是 Mac OS 作为一种开发工具的优势。

开发人员的趁手工具
对于开发人员来说,所有的开发工具的最大的用途,就是最大限度的提高开发人员的生产率 (productivity)
和创造力(creativity)。在我们这个时代,使用 GUI (图形界面) 是一个提高生产率的好手段。虽然上一代的那些 UNIX
开发人员的确不需要 GUI。一个屏幕,一个键盘,一个编辑器,在陋巷,人不堪其忧,也不改其乐的黑客比比皆是, 但二十多年过去了,
现如今开发环境发生了巨大的变化。 比如说,相比较于当年程序员使用的基于文本的环境,在 GUI
下格式丰富的文档显得更直观,阅读体验更加好;就算工作中不需要开发任何 GUI 程序,现代开发人员也会使用 GUI 来完成网页图片和文档阅览等等。
因此,即使是最传统的用命令行的开发人员,其实也能沾 GUI 的光。 比如说现在最好的终端程序,都是 X
下模拟的,因为这些模拟的终端的出现,一些复杂的可视化功能可以在这些终端中实现了,比如 Unicode 的显示(rxvt-unicode)等等。

对于开发人员,拥有一组非常好用的,能够最大程度的提高生产率的开发工具乃是一大人生梦想。那么,这套开发工具从何而来呢?
大体来说,这些工具来自于三个方面: 1. 通过系统和单一的应用软件提供的;2. 通过搭配使用各种应用软件 3. 通过定制和改变现有的应用软件。
这三点,对于 UNIX 开发人员是再熟悉不过的了, 无非就是写脚本,走管道而已。 所以,在前 GUI 时代,这一套哲学非常盛行,
开发人员都知道,需要通过安装脚本解析器,写一些的脚本,配置一些环境等等,才能把刚出厂的 UNIX 系统,改造成自己使用起来得心应手的系统。
基本上任何一个使用 UNIX/Linux 系统多年的人,机器里面都有各种各样的“私藏”的脚本。离开了这些脚本,他的效率会大打折扣。

GUI 时代传统的丧失

上世纪 80年代的时候,GUI
时代和个人计算机普及的时代降临了。从此,计算机变成了个人电脑,历史上第一次,计算机不是专为开发人员设计,而是为了普通用户设计。普通用户的需求就是
完成一个一个的现实问题,软件产业提供的解决办法就是为用户提供一个一个的应用软件,而不是让用户自己一行一行的编程和写脚本,巨大的软件需求瞬间成就了
一个巨大的软件产业。
这样的一个间接后果就是,对于普通用户来说,让一台计算机变成能够帮助自己完成任务的“个人计算机”的唯一手段,就是叠床架屋的不断的装各种应用软件。

我们可以用一个简单的例子说明这种使用模式。 我们都知道,安装 Windows
系统的一个经验原则是把操作系统和应用程序分成两个逻辑盘,一个在 C 盘,一个在 D
盘。这个磁盘分区的经验原则不光网吧老板知道,连我大学里面只会点鼠标的那些女同学都知道。为什么有这个奇妙现象呢?其实,这是由 Windows
系统的用户的典型使用模式决定的。 在 Windows 系统上,
应用程序和文档是关键,操作系统只是一个随时可以重装的东西而已,所以干脆两者分开,互不影响。在这样的使用模式引导下,Windows
系统上格盘重装是非常低成本的,只要文档不丢,应用程序不丢就行。这种使用习惯,浪费了多少 geek
男美好的时光为人重装系统,又促成了多少美妙的姻缘 :)。 总之,在 GUI
时代,要解决一个问题,就装一个应用程序。至于应用程序之间的通信,和用非键盘鼠标的方法控制应用程序等等,都不再是要考虑的问题,有这样的需求的人成了
非主流,非主流到以致于主流的操作系统和应用软件都不让你这么干了。 操作系统把所有其他的路都封死,就是明摆着告诉你,要想某样功能,请出门买软件。

Smalltalk 的启示


其实 GUI 时代原本不应该是这样的。 我们都知道,GUI 原本是施乐的 Alan Kay 那一帮人做科研做出来的,Bill Gates 和
Steve Jobs 各自到施乐”抄袭” 了一部分过来,于是窗口啊按钮啊就到处都是了。 他们都看到了图形界面和面向对象的形,
看到了图形界面就是把按钮图标等等对象放好,然后鼠标点击拖动等等这些表面的东西。 因为所有的 GUI 界面都是从文字界面起步的,所以所有的 GUI
程序,其实就是原来的可执行程序的包装。 C++ 这个语言的出现也很讨巧,把 C 包装成了一个面向对象的语言,包装对包装, C++
很讨巧的适应了把可执行程序 GUI 化的趋势, 成了 GUI
时代的主流开发语言。从表面上看,只要运行这些可执行的程序,就能够看到图形界面,就能够用鼠标点击操作他们,可是这些东西的底层,都是一个编译过了的可
执行程序,原先 Smalltalk 中的那些运行时环境啊,对象容器啊,都统统不见了,所有的图形界面程序,还是直接运行在计算机的 CPU
上,而不是一个虚拟的面向对象的容器上。而这个面向对象的容器(也叫做“运行时”或者“运行环境”),才是 Smalltalk 的神。
简单的说,Smalltalk 本身具有一个面向对象的运行时,所以即使到了执行的时候,里面所有的对象还是可以互联互通的。 而 C++
写出来的程序,除了编译之前是面向对象外,只要一编译,就全部变成机器码,和对象就再也没有任何关系了,也就不存在运行时去动态的查看(inspect)
和改变(modify) 这些程序对象的说法。 总之,因为历史的局限,这些 GUI 的平台,都是渐进的照猫画虎的演变的,所以没有一个平台像
Smalltalk
那样细致地考量过对象的互相通信的问题,再加上我们上面说了,反正扩展系统的方法就是引入新的应用软件而已,本身也没有互联互通的需求,所以这种抛弃运行
时的,不让对象被外部程序控制的实现方法也无所谓不好。

可是开发人员不是普通用户啊,他们依然要改造计算机成为自己的工具的。在现有的现有工具不能解决问题的时候,要不然自己重新发明轮子,要不然就复用
现有的一些工具,或者重新按自己的需求重新配置这些工具。 所以,和一般用户不一样,开发人员需要这些 GUI 的可配置性,也需要这些 GUI
程序之间的互联互通。 用黑话来说,第一个问题关系到 GUI 应用程序的脚本化, 第二个问题关系到 GUI 程序之间的进程间通信。
这两个问题,说起来简单,但都牵扯到 GUI 系统的根本设计问题。 历史在这里开了一个不大不小的玩笑,把这个唯一的机会给了 Mac OS
X。其他操作系统,都因为这样那样的原因,在这两个问题上没有很好的解决方案。

进程间通信,苹果的方案

花开两朵,各表一只。我们先说 GUI 程序的进程间通讯的问题。 所谓的进程间通信 (IPC),就是两个程序之间的信息共享。
我们都知道,*nix 的一个强大之处就在于管道,管道是最简单,最廉价也是最常用的 *nix 进程间通信的方法。在 GUI 时代,最常用的 IPC
机制成了剪切板和鼠标拖放操作。这两个操作虽然都很直观,但都要人操作,离开了人,程序根本无法自动完成进程间通信。
而要工作效率的提高,就是要让计算机离开了人的干涉,也能完成这些任务。为了自动化这些任务,操作系统就不能简单的绘制窗口然后万事大吉了,它必须要知道
哪些程序在运行,哪个运行的程序可以给哪个程序发消息通信等等,比如说,如果我们想自动的在阅读器里面选择一个词送给字典程序查释义,计算机就需要知道字
典程序在运行的时候可以接受一个字符串,但是不可以接受图片。如果我们把字典程序抽象成一个可以提供“查字典”服务的对象的话,毫无疑问,如果想要向字典
程序发送字符,必须首先知道字典程序能够接受什么,用什么方式把这个单词发送给字典等等。 所有的这些信息,都必须由操作系统托管才行(不可能每个应用程序里面都要记着字典这个程序能接受字符串不能接受图片,这样每个应用程序都要记下所有其他可能的应用程序的信息,这是一个平方级别的关系,需要开发人员开发一个程序的时候还要兼顾其他所有程序,这显然是不现实的)
用行话来说,必须要有一个统一管理的运行环境,来管理这些程序之间的互相通信问题。 我们上面说了,Smalltalk
的神在于一个统一的面向对象的运行时,使得所有的应用程序能互联互通。 可是所有平台上的 GUI
程序的演化进程都没有走这条路,而是只把外表给模仿走了;有的平台即使想做互联互通,也做得不彻底(比如微软的 OLE,COM 等等)。

是好东西,总会发光的。
但是要想让这个好东西被新的操作系统全盘采纳,要想让一个系统能够从底层到上层全部采用统一的运行环境,就要扔掉很多的历史包袱。甩掉这种历史包袱,对于
任何操作系统都是不容易的。如果我们回到当年,一定会幻想,要是有个神人,能够不管市场也不管现有平台,从头打造一个没有任何历史包袱的干净整洁的
GUI 系统该多好。 历史就是这么戏剧,还真就安排了一个人,做成了这件事情,这个人,就是那个斯蒂夫乔布斯。

1985 年,乔布斯被苹果扫地出门,成立了 Next 公司, 一心想要做出质量上乘的 GUI 计算机系统。
历史给了乔布斯一个全部从头做的机会。这一次,乔老师和 Next 的开发人员意识到,光照搬 Smalltalk
的形是不行的,要连它的神也拿过来,重头设计进程间通信和 GUI 系统。 在内核层面,他们用了 Mach 这个为 BSD 设计的微内核。
这个操作系统内核就是为了替换已经过时的 UNIX 内核而设计的,其中的一个核心设计哲学就是重新设计进程间通信;
虽然现在基于微内核的操作系统已经不是什么潮流(为此 Linus 和 Tanenbaum 吵了一场著名的架),但在相比较于当时 UNIX
系统的内核(此时 Linux 还没出现的,UNIX 内核只有 BSD, Bell, SUN 等几套),Mach
算是一个高的起点。在这个内核上,Next 公司的工程师开始构建面向对象的基础系统。 这套系统在 Smalltalk
中已经有了蓝图,因此这些工程师以 Smalltalk 为蓝图,先设计了一套基于 C 的语言,也就是 Objective C,照搬了
Smalltalk 的经典的 [对象 消息: 参数] 语法。 (我个人不喜欢 Objective C 这个语言,Smalltalk
是一种纯面向对象的动态类型的语言,Next 公司当年完全有机会用 Smalltalk 语言的,如果用了 Smalltalk,现在的 Cocoa
框架还会更加漂亮,代码更加干净;用 Objective C 这个自创的语言,不知道是不是因为专利的考虑,反正 Objective C
这20年的所有创新,就是在慢慢的更像 Smalltalk 而已,Java 和 Ruby 这几年也是不断的从 Smalltalk 拿东西)

有了内核,有了语言,Next 构建了一个纯的面向对象的运行环境和类库(和 Java 和 .Net 的统一类库想法类似,只不过超前了十几年),
这套类库,在当时叫做 NextStep, 所以所有的类名前面都带有 NS 前缀,无比丑陋。可惜的是,当年这个超越时代的类库太阳春白雪了,话说
Smalltalk 超越了时代 20年,所以90 年代中期的时候, 程序员才想起来当年 Smalltalk 的好,出现了 Java Ruby
等等受  Smalltalk 启发的语言。 乔老师虽然落后了 Smalltalk 5 年,却领先也业界 5-10 年,所以在 1995
年的时候, Windows 95 卖疯了, 乔老师的 NextStep 却没动静,只能把这个类库重新打包当成 Web 类库卖卖,即
WebObjects。这倒是无心插柳,生意不错,因为当时的 Web 开发已经吃尽了没有一个统一的运行环境的苦头(这也是日后 Java
风行的原因)。 我们说,是金子总要发光的,但是前提是要 (1) Next 再等几年,等业界回过神来认识到它的好处,(2)
获得一个主流的操作系统支持,把底层全换成乔老师的东西。 乔老师也知道这两个条件,所以加快了和 SUN 合作的步伐,想要把这套系统放到 SUN
的工作站上。 但是 SUN 本身有很强的底层技术,那段时间又狂推 Java, 所以其实乔老师在 SUN 这条路上胜算不大,况且 SUN
自己内核技术很强,所以肯定要肢解 NextStep 把内核重写,如果不和 SUN 玩,一来Next 这家公司能够多撑 5
年都是问题,二来几乎每家做个人计算机的公司都倒戈微软了,其他做工作站的公司又都有自己很强的底层技术,不可能用乔老师的玩意儿的,所以看起来乔老师和
他的阳春白雪好像前景不妙。
可是天无绝人之路,放眼看当年的市场,只有一家公司没有倒戈微软,又没有很强的底层技术,又和乔老师有一些渊源,历史就是这么戏剧,这家公司就是把乔老师
扫地出门的苹果。

90年代中期苹果的日子很不好过,个人电脑市场败给了 Wintel
联盟,新兴的市场上成绩也一塌糊涂,投资人也不糊涂,把当年让乔老师扫地出门的 Sculley
也扫地出门了,随后就把乔老师的公司给买了回来,让乔老师复职负责复兴苹果。 所以,上面我们说的两个条件就这样突然的满足了:
第一,他现在是老大了,所以可以彻底的把原来苹果的系统推倒重来,用自己的新家伙;第二,原来 Next
公司的那帮工程师不要担心失业了,现在由苹果负责发工资了,所以,正好可以让这些人着手改造苹果系统,主要的工作就是用自己带过来的新系统取代苹果的旧系
统,并且让新系统的图形界面和旧系统保持风格的一致。 这个工作,从1995年 Next 被收购,到 2001 左右的时候才做好,这6年的时间里,
乔老师也顺带让苹果重新盈利了。

2001 年发布的 Mac OS X, 是苹果操作系统的第十代,完全基于了乔老师在 Next
开发出来的那套类库,所以自然的,具有了一个统一的面向对象的运行时。 这个运行时和类库系统,Mac OS X 把它叫做 Cocoa。其实 Mac
OS X 刚出来的时候也不怎么好,不过依赖于这套设计精良的底层系统,Mac OS X 的迭代开发周期要比其他操作系统短多了 (仅慢于Linux,
不过 Linux 只有内核部分). 在短短的 8 年里,Mac OS X 就搞出了 7 次大的版本发布。 虽然我们看 Mac OS 好像从
10.0 到 10.6 只是次版本号在进步, 其实每次都是一个 major release, 大致相当于从 Window 95 到
Windows 98 或者 Windows 2000 到 Windows XP 这样级别的升级。
这样的发布却不改主版本号,一方面是从市场上考虑,另一方面也的确说明 OS X 的底层已经处于一个相对稳定的状态。 有很多 Windows
程序员非常推崇 .Net。 是的,.Net
的确是一个非常好的框架,可是想像一下,苹果在1995年的时候就有了一个统一的运行时,加上这么多年所有的程序都在这个统一的框架上开发,如果论在
Mac OS X 这个平台上的经验积累,应该说 Cocoa 社区是比 .Net 社区更加成熟的。

应用程序脚本化

光有进程间通信的系统还不能算是一个完全成熟的 GUI 系统,因为进程间通信依然是相对底层,而 GUI
上的应用软件是层出不穷的,不可能任何问题都跑到底层用进程间通信解决;所以,要想让 GUI 系统进化到易用和易于定制的水平,就需要开放对 GUI
程序的脚本控制。只有 GUI 程序能被外部控制了,才能真正的达到搭配使用 GUI 系统的效果。
其实,一旦有了一个统一的运行时,只要开发应用软件的时候统一设计一下脚本接口,用脚本控制 GUI 程序应该不难。 比如说,微软的 Office
系列套件, 就完全可以用 VBScript 去控制。 可惜的是,没有一个系统能够实现全系统的控制。
要实现全系统的控制,不仅仅要这个系统能够提供底层的支持,更重要的是要能说服所有的开发人员,或者说让所有的开发人员养成开放脚本接口的好习惯。
从技术上来说,这不是太大的问题,只要开发人员按照统一的脚本通信协议,实现特定的接口就行了,可是,如果一个平台上开发 GUI
的方法太多,开发人员只选自己喜欢的来,这种标准就不可能统一。 比如说 Linux 上 KDE 和 Gnome
都有自己的脚本化系统,可是开发人员有的用 KDE, 有的用 Gnome, 有的干脆两者都不用,这就谈不成有一致的接口。
一个平台要想有一致的脚本控制接口,除非 (1). 这个平台上就一种 GUI 开发方法,自古华山路一条,要不不做,做出来的东西就只能是标准的接口;
(2). 这个平台上大部分的,主流的应用软件,都实现了这个脚本接口,这样因为这些程序的拉动,其他 GUI
程序想要融入这个平台上现有的应用软件的圈子相互通信,那也就必须要实现这个接口。 在 2000
年的时候,又只有一家公司能够同时满足这两个要求,就是苹果。 微软部分做到地了这两条,基本上用 VBA 统一了 Office 的控制,但是跳出
Office,微软的 OLE 对象模型几乎没有任何用武之地,与之捆绑密切的 VBA 自然无人问津。 不过据一些在金融行业工作的朋友说, VBA
能够大大提高 M$ Office 的生产率。

GUI
脚本化不是一夜之功,特别是我们说要做出统一的脚本接口,能兼顾各种程序的需求,这就完全不是一两年的时间能够搞定的,总需要很多年的技术积累和设计取舍
后才能收敛到一个相对稳定成熟的系统, 而苹果,居然很神奇在十几年前就有这方面的经验,苹果再次怎么这么幸运呢?

在 80 年代后期的时候,苹果机上有一个非常超越时代的软件,叫做 Hypercard。
这个软件我曾经在上一代苹果上玩过,具体的思想就是你可以存储一张一张的“卡片”,这些卡片上面可以放置多媒体的声音,图像文字和其他对象,基本上就和现
在网页一回事,唯一的区别就是这些卡片都存在本机。 在没有 Powerpoint 这类软件之前,这个 Hypercard
的软件可以用来做课件,做幻灯片演示等等,是个极其强大的工具。 为了让用户可以定制这个卡片,这个程序提供了一套非常强大的编程系统,叫做
Hypertalk。 因为这种编程语言是给普通人而不是程序员用的,所以你会感觉根本不是编程,而是写英语。这套东西,虽然本质上也是从
Smalltalk
学来的,但是用英语语法的方法编程的确是一个全新的思路,苹果把这个给普通人编程的语言发扬光大了,用更加贴近自然语言的方法重写了语言和文档,模仿
Hypertalk 系统,发布了一个跨系统的脚本控制语言,叫做 Applescript。这个语言就和自然语言没什么区别,比方说,
获取窗口的大小不再是
window.getSize()
而是
get size of window

显示第 22 段的 第一个单词不再是
print(paragraph[22].getWordByIndex[0])
而是
print the first word of paragraph 22

更狠的是,你还能用法语和日语写。 80年代后期的时候和整个 90年代初期,苹果基本上已经被 PC
机逼到墙角了,只剩下出版行业,设计行业等等专业的行业因为应用软件和图形处理能力的关系,依旧在守着苹果机。 两个行业的用户都需要自动化的 GUI
控制,但是编程都不怎么样,于是,这些应用软件的开发商也主动掺合加入 Applescript 旗下。 在90年代乔老师没有加入前,苹果自己把
Finder 全部脚本化,出版业的 QuarkXPress 和 Filemaker 也都完全脚本化,等乔老师入主苹果后,基于 Cocoa
的新技术,苹果一口气在 Mac OS X 上推出了 Safari, iTunes, iPhotos 等等软件,一股脑儿的全部脚本化了。
在别的公司都可望而不可求的历史机遇,又是被苹果给抓住了,一股脑儿全部塞进了 Mac OS X。这下,所有的第三方开发的工具,如 Firefox,
Adium 这些,其实本来都不是苹果开发的,也没有太强的苹果渊源,但是 Firefox 要读 Safari 书签吧,哈,那就用
Applescript 吧,所以, Firefox 也逼着脚本化了(这个在其他平台上都不存在的事情)。 Adium 也是,这个聊天软件想要把
iTunes 正在播放的歌曲当成状态信息,好呀, Applescript,所以,也被带着脚本化了,而在 Linux 上的对应产品 pidgin
就没有这么脚本化。 所以,苹果平台已经成了一个惯性,你不想脚本化,就不带你玩,看你还脚本化不?

结语

我们都知道, UNIX 时代的主要哲学是提供给开发人员一组小巧精美且可以任意搭配使用的小工具,也就是所谓的 Software Tools,

然后任由开发人员由此出发,自己搭建自己的工具,打造自己的瑞士军刀。而开发人员所用的操作系统的目的,要不就是提供这样的一组开发工具,要不就是为这样
的开发工具提供一个便利的平台,使得这样的工具变为可能。如果说 UNIX 是命令行时代的一个易于改造成 “自己的操作系统” 的操作系统的话,
Mac OS X 就是 GUI 时代的这样的一个操作系统。 即使是从应用软件的层面看, Mac OS X
的底子好,更加容易出精品软件,所以即使仅使用应用软件,开发人员也应当优先考虑 Mac OS X。

附A: 相对正确的 Mac OS X 使用习惯

0. 一定要装 Quicksilver 或者用“服务”,否则就是把苹果当 Windows 用。
1. 在苹果计算机上,因为有服务和 Quicksilver 这样的工具,90% 的程序间的拷贝粘帖都是可以避免的。
2. 剩下的 10% 的程序内的拷贝粘帖,如果用一个好的编辑器的话,又可以省略掉 90%。

附B: 为什么 Linux 系统在这个方面还不够好

第一, Linux 上的 GUI 子系统,其实不是 Linux 的一部分,而是 X 和上面的 KDE 以及 Gnome
等等。 这几年,这些系统终于开始统一管理一个面向对象的运行环境了。可是这两个系统都是用C++
所写,所以免不了费很大的力气才有了运行时信息,绕了一个大弯路,如果一开始这两个系统就用 Smalltalk
之类的有运行时的语言编写,至少现在应该有能和 Cocoa 抗衡的框架。

第二, 这几年 X 也认识到了在脚本化控制上面的不足,所以几年前做桌面的 Redhat 提出了 DBus 标准。 可惜的是不是每个程序都开放了 Dbus 接口,所以和苹果比起来,还有比较长的路要走。

Posted 2010年08月23日 by gw8310 in 未分类

发表评论

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / 更改 )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / 更改 )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / 更改 )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / 更改 )

Connecting to %s

%d 博主赞过: