TW洞见|也谈响应式编程

本文将会围绕reactive extension介绍reactive programming的起源,其要解决的问题。

编程范式的演进

最近几年,reactive programming这个词语的热度迅速提升,下面的 google trends的这个图表很能说明问题。

自从高级编程语言被发明以来,各种编程范式的编程语言层出不穷,命令式编程(如C)面向对象编程(如Java,Ruby),函数式编程(如Clojure, Scala,Haskell)都曾经或者正在软件开发领域占有一席之地。

面向对象编程

上世纪九十年代前,命令式编程仍然在软件开发领域占有主导地位。随着软件规模的不断增大,面向对象编程以其封装性,可重用性受到开发者和组织的青睐。

进入多核时代

随着摩尔定律的失效,单核CPU的计算能力几乎达到了极限,CPU进入了多核时代,程序员转而通过并发编程,分布式系统来应对越来越复杂的计算任务。

然而并发编程并不是银弹,做为一种基于共享内存的并发编程,多线程编程有常见的死锁,线程饥饿),race condition等问题,而且多线程bug的以其难以重现定位臭名昭著。

函数式编程的兴起

近年来逐渐火爆的functional programming以其提倡的:

  • 函数是编程语言的一等公民(function as first-class citizen)
  • 不可变量(immutable variable)
  • 无副作用的函数(no side-effect/reference transparency)
  • 可组合的函数(composable functions)

顺利地解决了因可变量mutabble variable被多个线程共享,修改等而导致可能的多线程的bug。

并发编程的痛点仍然存在

然而,functional programming就是现代的完美编程范式了么?远远不是。

即使使用了functional programming, 程序员总会需要处理异步任务或者事件,并且总有一些IO或者计算密集型的任务,这些任务可能还会阻塞其他活动线程,而且,处理异常,失败,线程任务之间的同步都比较困难而且容易出错。程序员需要不断地询问一个线程的运算结果(在Java中以Future<T>表示,T表示运算结果的类型)是否可用。我们来考虑一下下面两个例子:

有三个线程t1, t2, t3,他们的运算结果分别为f1, f2, f3。

有一个线程t4依赖于这三个线程的运行结果,而且每个线程都有有可能执行失败。

我们该如何编写线程t4的代码?

GUI程序中一次拖动操作中光标的位置就可被表示为Future<List<Position>>, (使用Future是因为这些Position的值是在未来的时间点生成的)。

如果我们希望在第一个Position可用时(拖动时间的开始位置)就能够在这Position所对应的位置画点,而不是等所有的Position都可用是一次性把光标的运行轨迹画出来。即我们希望程序能够尽快对输入进行响应。

即程序要及时,非阻塞地对输入响应。

上面的两个例子就是reactive programming尝试解决的问题,而Reactive Extension做为这个问题的答案,应运而生了。

Reactive Extension

Reactive Extension 这个概念最早出现在.net社区的Rx.net,一个提供处理异步事件的程序库,其核心概念是Observable,表示有限或者无限多个现在或者将来到达的事件。Observable提供了onNext,onError, onCompleted供开发者定制新元素到达,出现错误,或者流结束时的程序的行为。

并提供了List上类似的操作,如map,filter,reduce,大大降低了异步事件编程的复杂度。

因为这些概念是如此的强大,以至于很多编程语言,如java,ruby,javascript很快就有了各自的reactvie extension。

关于reactive extension的技术细节可以在我的这篇博客里找到。这个视频详细地介绍了为什么需要reactive extension,以及reactive extension的是如何被发明出来的。

Reactive Manifesto

Wikipedia上对reactive programming解释如下:

reactive programming is a programming paradigm oriented around data flows and the propagation of change.

举个例子,在命令式编程下,表达式a = b + c,a的值在这个表达式执行完毕之后就是确定的,即使b,c的值发生变化,a的值也不会改变。然而在响应式编程的语境下,a的值与b,c的值是绑定的,上述表达式其实建立的是a与b,c之间的一种依赖,a的值会随b和c的变化而变化。

我们称之为能够响应输入变化的事件(event)。

然而现在来看,上述定义已经不能囊括reactive programming的含义了。随着软件系统的非功能需求要求越来越高,reactive已不仅局限于响应事件(event)的传递,也表示程序能够响应负载(load),系统运行时出现的错误(failure)。

发布于2014年9月份的Reactive Manifesto以宣言的形式提供了能够满足这些需求的软件系统架构设计的指导原则。

Reactive Architecture

在笔者看来,reactive programming可以从语言和架构两种层面上来理解,近年来层出不穷的各种语言的reactive extention就是语言层面的代表,而在架构层面上,也有遵循了reactive manifesto的类库(如akka)出现,笔者暂且称之为reactive architecture。

原文发布于微信公众号 - 思特沃克(ThoughtWorks)

原文发表时间:2015-09-29

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏北京马哥教育

Python是什么?点进来

Python 是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。 Python 的设计具有很强的可读性,相比其他语言经常使用英文关键字,其他语言...

422110
来自专栏陈树义

JVM系列开篇:为什么要学虚拟机?

跟许多人一样,我一开始接触 Java 虚拟机只是因为面试需要用到,所以硬着头皮看看。所以很多人对于为什么要学虚拟机这个问题,他们的答案都是:因为面试。但我经过了...

10140
来自专栏程序员的诗和远方

20181125_ARTS_week22

这个解法来自 https://leetcode.com/problems/maximum-subarray/discuss/139218/Javascript-...

8010
来自专栏陈树义

JVM系列第1讲:Java 语言的前世今生

Java 语言是一门存在了 20 多年的语言,其年纪比我自己还大。虽然存在了这么长时间,但 Java 至今都是最大的工业级语言,许多大型互联网公司均采用 Jav...

13230
来自专栏大数据文摘

编程新手入门踩过的25个“坑”,你犯过其中哪些错误?

20830
来自专栏Crossin的编程教室

【Python 第41课】 用文件保存游戏(3)

你的小游戏现在已经可以保存成绩了,但只有一组成绩,不管谁来玩,都会算在里面。所以今天我还要加上一个更多的功能:存储多组成绩。玩家需要做的就是,在游戏开始前,输入...

27140
来自专栏领域驱动设计DDD实战进阶

领域驱动设计之实体、值对象、领域服务

60190
来自专栏Golang语言社区

Go 谚语

本文译自go-proverbs, 脱胎于 Rob Pike 振奋人心的演讲视频 talk at Gopherfest SV 2015 (bilibili). 不...

34670
来自专栏ytkah

dedecms提取某栏目及子栏目名称到首页怎么弄

  我们建网站时有不同的需求,例如为页面创建一个栏目导航,用dedecms如何提取某栏目及子栏目名称和链接呢?如下图所示,先列出指定的顶级栏目,在下方再列出此栏...

30940
来自专栏ytkah

finecms在任意页面调用栏目名称和地址等

  finecms如何调用栏目名称和地址呢?在任意页面。我们有时需要在不同的页面调用某个栏目名,怎么调用比较快呢?ytkah整理了一些快速调用语句方便查找 栏目...

36440

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券