软件架构之Indirection

先说两句题外话。最近蹭蹭蹭地长听众，程序君顿感惶恐。我做『程序人生』的一个原则是：一切文章皆原创，只谈开发，产品，创业，管理等和工程师的程序人生相关的内容。

有热心听众发来消息说：怎么这几天基本都讲人生了，说好的程序呢？您且稍安勿躁，『程序人生』还在试运营阶段，内容和主题还在纠结中。

我目前是这么考虑的：

技术猎奇：每周1-2篇，如 hacker news, github里涌现出来的新鲜事物。

技术分享：每周1-2篇，如 facebook react （微信里介绍梗概，技术细节见博客，毕竟在微信里很难秀肌肉）。

心得感悟：每周3-5篇，主要是我个人的各种浅见。

另外我会不定期插入项目直播秀。构思一个产品，架构，设计，最终实现。

您也帮我参谋参谋，把你的想法留言给我，我会认真考虑的。

下面转入正题，今天讲的就和程序有关。

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在computer science领域，我最推崇的一句名言是："All problems in computer science can be solved by another level of indirection"。

这话不难理解。我举几个例子：

OS是bare metal和application之间的indirection。想想没有OS的时代，application开发者需要了解多少硬件细节？

Virtual memory是physical memory和application之间的indirection。实地址时代，application各种矮矬穷，要绞尽脑汁地省内存，一不小心还会把整个系统搞崩溃了；有了Virtual memory，乾坤逆转，application一下子变得高富帅起来，还受到各种保护，别人崩溃跟我基本没什么事。

JVM（或者各种语言的VM，如python interpreter，erlang BEAM等）是OS和application间的indirection。写软件的人最希望 "write once, run everywhere"，加了这一层，跨平台不再是问题。

Virtual Machine是bare metal/host OS和guest OS之间的indirection。它直接开启了虚拟化时代和云计算时代。

软件架构中处处可见这样的indirection。大到HAL(Hardware Abstract Layer)，小到你写的一个API，一个interface，都是indirection的思路：将调用者和被调者隔离开，既屏蔽细节，又提高了灵活性。

生活中的indirection也很多，充电器就是最典型的一个。世界各地的输入电流，电压都各不相同，插口更是千差万别，一个手机在设计上不可能满足所有的插口。那么，我们就在两者之间添加一个适配器 —— 手机充电器。

Indirection不光是屏蔽细节和提升系统灵活性那么简单。集装箱将货物和承载货物的工具分离开，大大提高了运输的效率，还增强了安全性（图片来自docker.io的slide：introduction to docker）。

回到软件开发，我们看看indirection如何提升效率。比如说一个经典的MVC application，我要从DB中读取数据，装入model，并展现到view中。如果在调用者（Model）和被调者（DB）中加入indirection，让调用者不知道数据的来源，只要使用特定的接口就能获取数据，那么，我们就可以将数据放入缓存，只有需要的时候才读取DB，这样application的performance就大大提高了。

道理非常简单，似乎人人都懂，但做起来并不那么简单。知道系统里哪个部分需要动手术加一层indirection，考量的是经验和智慧；如何加这个indirection，考量的是能力。现在人们对集装箱和充电器习以为常，认为那是个连小孩子都懂的简单概念，但如果让你寻找下一个『集装箱』或者『充电器』，你能找得到么？

总结一下，indirection的好处：

• 屏蔽细节
• 提高灵活性
• 增强安全性
• 提升效率

附上wikipedia关于indirection的链接，不能访问的就不要费心点了。最后别忘了留言告诉我您希望看到『程序人生』为您提供内容，程序君在此拜谢。