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女儿问了我一个问题:什么是抽象?

晚上吃饭的时候,有人提到了“抽象”这个词,孩子的好奇心是最强的,我女儿立刻就问我:“爸爸,什么是抽象?”

刹那间我的脑海中涌过了很多画面:

头脑特工队的电影

牛顿的万有引力公式

三个代表

k8s的pod, rs, service

设计模式

接口和抽象类

......

这些她都听不懂,于是我决定用一个简单的例子来敷衍她:

“我先给你一个苹果,然后又给了你一个苹果,你现在有几个苹果?”

“两个”

“我先给你一根香蕉,然后又给你了一根香蕉,你现在有几根香蕉?”

“两根”

“1 + 1 等于几?”

“2”

“对,1+1 = 2就是抽象,知道了吧。”

她点点头。

"将来你还会学代数,x+y = z,那是更高级的抽象......”

她似懂非懂地点点头,眼神中充满了迷茫。

回到正题吧,我今天想给大家分享的是下面这幅图以及由它引发的感想。

这幅图来自于《深入理解计算机系统》, 我第一次看到它时候可以说是拍案叫绝,画得实在是太棒了。

1

对程序员来讲,我们并不是直接面向硬件进行编程的,因为硬件细节实在是太复杂了,所以必须要做封装和抽象

比如说你要是想针对CPU这个硬件来编程, 这实在是太难了。

但是如果我们把CPU抽象为指令集,其中无非就是一些 MOV 指令,ADD指令, JUMP指令,那难度一下子就降低了一个数量级。

有了指令集,以及依托于指令集的汇编就够了吗?远远不够!因为汇编语言还是非常低级,需要直接操作CPU的寄存器和内存,如果一直用汇编语言编程,我估计现在的程序员数量要减少90%以上。

所以C语言,Pascal,C++出现了,Java,Python, Ruby出现了,用这些语言编程,根本不用考虑寄存器的事情,程序员离物理机器越来越远,和硬件打交道的事情都交给了编译器和解释器。

有时候,有了高级语言还不够,为了更加贴近业务领域,甚至让业务人员直接编程,程序员还会创建领域特定语言(DSL)。

2

硬盘在没有抽象的情况下,我们看到的就是盘面,磁道,扇区这样的底层概念, 你要是想在上面写点儿东西,或者读取一点儿东西,可就要累死了。

可以先做一点简单的抽象,隐藏磁道扇区这样的概念,让磁盘变成逻辑上按顺序编号的磁盘块,即磁盘块1、磁盘块2、磁盘块3......这就好多了,但使用起来依然非常低级。

于是操作系统给我们提供了一个漂亮的抽象,文件!你只需要打开文件,写入数据,关闭文件即可,根本不用考虑底层的概念。

更重要的是,在Linux/Unix中,一切都是文件,可以用统一的接口来处理,这就更漂亮了。

3

文件是个非常好的抽象,可是对于商业应用来讲,它关注的是业务概念,是用户名,电子邮箱,地址,部门,账户,存款,取款,余额等等,在这种场景下,文件就变得太低级了。

所以数据库出现了,把文件这个概念也隐藏了,对于关系数据库来说,你面对的就是一个个逻辑上表格,你只要发出SQL语句就可以存取数据,并且还能保证ACID的特性,根本不用考虑底层的实现细节, 用起来就更加舒服了。

4

前面说的这些抽象,看起来似乎是分层的:

在日常的编程中,我们经常做的一件事情就是“数据抽象”,或者说找出抽象数据类型(ADT),在Java中就是抽象类或者接口。比如说List就是一个ADT,它的实现可以是ArrayList,可以是LinkedList。

ADT的特点就是稳定,很少变化,在项目和产品的开发中,一个非常重要的工作就是定义自己项目的ADT(以及ADT之间的关系),ADT一旦确定,那这个项目的骨架基本上就定下来了。

但是这个ADT不好找,有时候可以直接和业务概念对应上,有时候需要自己“造”一些概念出来,这就考验开发人员的抽象能力了。

软件业发展到今天,就是一部不断抽象的历史。抽象降低了复杂度,是一件非常好的事情,但是现在很多程序员日常的工作就是针对抽象的概念进行编程,由于很多细节被屏蔽,工作就显得比较无趣,如果想让自己的编程生涯变得有趣一点,我有两点建议:

一、要了解这些抽象下面是什么东西。

二、努力争取到创建抽象的权力,即设计的权力和架构的权力。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20191223A04NTW00?refer=cp_1026
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