你的函数是什么颜色？(2015)

# 你的函数是什么颜色？ – journal.stuffwithstuff.com 来源：https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/ 我不知道你是怎么想的，但对我来说，没有什么能比一场酣畅淋漓的语言吐槽更让我早上精神抖擞的了。看到有人痛斥那些凡夫俗子们使用的“blub”（http://www.paulgraham.com/avg.html）语言，简直让人热血沸腾。这些凡人每天靠着偷偷摸摸访问 StackOverflow 来应付日子。（而你呢，和我一样，只用最开明的语言。那些为专家工匠们精心打造的工具，就像我们一样手艺精湛。） 当然，作为这篇檄文的*作者*，我冒了风险。我嘲笑的可能是你喜欢的一种语言！我没意识到，我可能已经把暴民带进了我的博客，他们手持干草叉和火把，我这篇鲁莽的小册子可能会引来他们的愤怒！为了避免引火烧身，也为了不冒犯你也许脆弱的审美，我将改为吐槽一种我瞎编的语言。一个纯粹用来点燃的稻草人。我知道，这看上去毫无意义对吧？相信我，到最后，我们会看到那稻草人的脑袋上画着谁的脸（或者，是哪些脸！）。 ## 一种新语言\#a\-new\-language (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#a-new-language) 为了写一篇博客文章就学习一整套新的（糟糕的）语言有点强人所难，所以我们假设它和你我已知的语言差不多。我们假定它的语法有点像 JavaScript，带花括号和分号，有 `if`、`while` 等。是程序猿圈的“通用语”。我选 JS *并不是*因为这篇文章主要讲它，而是因为你——统计意义上的典型读者——最有可能理解它。瞧： `` function thisIsAFunction() { return "It's awesome"; } `` 因为我们的稻草人是一种*现代*（糟糕的）语言，它也有一等函数。所以你可以写出这样的东西： `` // Return a list containing all of the elements in collection // that match predicate. function filter(collection, predicate) { var result = []; for (var i = 0; i < collection.length; i++) { if (predicate(collection[i])) result.push(collection[i]); } return result; } `` 这是一种*高阶*函数，顾名思义，它们非常优雅且超级有用。你可能已经习惯用它们来操作集合，但一旦你内化了这个概念，你就会发现几乎到处都用得上它们。也许在你的测试框架里： `` describe("An apple", function() { it("ain't no orange", function() { expect("Apple").not.toBe("Orange"); }); }); `` 或者当你需要解析一些数据时： `` tokens.match(Token.LEFT_BRACKET, function(token) { // Parse a list literal... tokens.consume(Token.RIGHT_BRACKET); }); `` 所以你火力全开，写出各种各样牛逼的可复用库和应用程序，到处传递函数、调用函数、返回函数。函数狂欢节。 ## 你的函数是什么颜色？\#what\-color\-is\-your\-function (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#what-color-is-your-function) 等等。这里我们的语言开始变得奇怪了。它有一个独特特性： **1. 每个函数都有颜色。** 每个函数——无论是匿名回调还是常规命名函数——要么是红色，要么是蓝色。不是用一个 `function` 关键字，而是有两个： `` blue_function doSomethingAzure() { // 这是一个蓝色函数…… } red_function doSomethingCarnelian() { // 这是一个红色函数…… } `` 这门语言中*没有*无颜色的函数。想创建函数？必须选一种颜色。这是规则。而且，实际上还有几条规则也要遵守： **2. 调用函数的方式取决于它的颜色。** 想象一下“蓝色调用”语法和“红色调用”语法。类似： `` doSomethingAzure()blue; doSomethingCarnelian()red; `` 调用函数时，你需要使用与它颜色对应的调用方式。如果你弄错了——用 `blue` 调用红色函数，反之亦然——就会发生一些糟糕的事。唤起你童年时某个被遗忘的噩梦，比如一个胳膊是蛇的小丑藏在你床底下，然后从你的显示器里跳出来，吸干你的玻璃体。很烦人的规则对吧？哦，还有一条： **3. 你只能在另一个红色函数内部调用红色函数。** 你*可以*在红色函数内部调用蓝色函数。这是允许的： `` red_function doSomethingCarnelian() { doSomethingAzure()blue; } `` 但反过来不行。如果你尝试这样做： `` blue_function doSomethingAzure() { doSomethingCarnelian()red; } `` 那么，你就要拜访一下老蜘蛛嘴——夜行小丑了。 这使得编写像我们例子中 `filter()` 这样的高阶函数变得更棘手。我们必须为*它*选一种颜色，而这又会影响我们可以传递给它的函数的颜色。显而易见的解决方案是把 `filter()` 变成红色。这样，它可以接受红色或蓝色函数并调用它们。但紧接着，我们就遇到了这件语言“麻衣”上的另一个瘙痒处： **4. 红色函数调用起来更痛苦。** 现在，我不会精确地定义“痛苦”，但请设想一下，程序员每次调用一个红色函数都得跳过一些烦人的障碍。也许是很啰嗦，或者不能在特定类型的语句中调用，也许只能在质数的行号上调用。重要的是，如果你决定让一个函数变红，那么每个使用你 API 的人都会想往你的咖啡里吐口水，或者更不敬的液体。 显而易见的解决方案当然是*永远不要*使用红色函数。把所有东西都变成蓝色，你就回到了理智的世界，所有函数颜色相同，这等价于它们都没有颜色，等价于我们的语言不那么愚蠢。 然而，这些虐待狂的语言设计师——我们都知道所有编程语言设计师都是虐待狂，不是吗？——又在我们身上插了最后一根刺： **5. 某些核心库函数是红色的。** 平台内置了一些函数，我们*必须*使用的函数，我们无法自己编写，它们只有红色版本。在这一点上，一个理性的人可能会觉得这门语言恨我们。 ## 这是函数式编程的错！\#its\-functional\-programmings\-fault (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#its-functional-programmings-fault) 你可能在想，问题在于我们试图使用高阶函数。如果我们不再到处炫耀那些函数式花哨，而是像上帝本意那样编写朴素的蓝领一阶函数，就能省去所有烦恼。如果我们只调用蓝色函数，就让我们的函数变蓝。否则就变红。只要我们不创建接受函数的函数，就不必担心什么“函数颜色多态”（“多色性”？）之类的废话。 但可惜，高阶函数只是一个例子。任何时候我们想把程序分解成可复用的不同函数时，这个问题都会出现。例如，假设我们有一段不错的代码块，它实现了在某张社交网络迷恋关系图上的狄克斯特拉算法。（我花了太长时间试图想明白这个结果到底代表什么。传递性的不被渴望？）后来，你需要在别处使用同样的代码块。你做了自然而然的事：把它提取成一个单独的函数。在旧地方和新的使用它的代码中调用它。但应该是什么颜色？显然，如果可能你会把它弄成蓝色，但如果它使用了某个讨厌的红色专属核心库函数呢？如果调用它的新地方是蓝色呢？你就得把它变红。然后你又得把调用*它的*那个函数变红。唉。不管怎样，你都得不停地思考颜色。它会像沙滩度假时泳裤里的沙子。 ## 多彩的寓言\#a\-colorful\-allegory (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#a-colorful-allegory) 当然，我并不是真的在谈论颜色，对吧？这是一个寓言，一种文学手法。《史尼奇》说的不是肚子上的星星，而是种族。现在，你大概已经猜到了颜色实际上代表什么。如果没有，那么这里是大揭秘： **红色函数就是异步函数。** 如果你在用 Node.js 写 JavaScript，每次定义一个通过调用回调来“返回”值的函数，你就创建了一个红色函数。回头看看那些规则列表，看看我的比喻是如何对应的： 1. 同步函数返回值，异步函数不直接返回值，而是调用回调。 2. 同步函数通过返回值给出结果，异步函数通过调用你传递给它的回调来给出结果。 3. 你不能从同步函数中调用异步函数，因为你无法在异步函数完成之前确定结果。 4. 异步函数由于回调而不能在表达式中组合，有不一样的错误处理方式，不能用于 `try/catch` 或许多其他控制流语句中。 5. Node 的整个卖点就是核心库都是异步的。（不过它们后来改了点，给很多函数加上了 `___Sync()` 版本。） 当人们谈论“回调地狱”时，他们就是在说语言中有红色函数有多烦人。当他们创建了 4,089 个用于异步编程的库（https://www.npmjs.com/search?q=async）时，他们就是在库层级上应对这样一个语言强加给他们的难题。 *更新于 2021/12/03：* 今天有 15,118 个异步库。 ## 我承诺未来更美好\#i\-promise\-the\-future\-is\-better (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#i-promise-the-future-is-better) Node 社区的人们早就意识到回调很烦人，并一直在寻找解决方案。一种让许多人兴奋的技术是*Promise*（https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Promise），你可能也知道它的说唱名字“future”。这本质上是对回调和错误处理器的某种加强版包装。如果你把向一个函数传递回调和错误回调看作一个*概念*，那么 promise 基本就是那个概念的*具体化*。它是一个代表异步操作的一等对象。上面这句话里我塞了一堆高级 PL 行话，所以听起来好像很厉害，但这基本上就是蛇油。Promise*确实*让异步代码写起来稍微容易一些。它们组合性稍微好点，所以规则 #4 不再*那么*烦人。但说实话，这就像被一拳打在肚子上和被打在私处之间的区别。技术上更不痛，是的，但我不认为谁应该真的对这个价值主张感到兴奋。你仍然不能将它们用于异常处理或其他控制流语句。你仍然不能从同步代码中调用返回 future 的函数。（嗯，你*可以*，但如果你这么做了，将来维护你代码的人会发明一台时间机器，回到你干这件事的时刻，然后用一支 2 号铅笔捅你的脸。）你仍然把你的整个世界分成了异步和同步两半，以及随之而来的所有痛苦。所以，就算你的语言有 promise 或 future，它的脸看起来也跟我的稻草人非常像。（是的，这甚至包括 Dart（http://dartlang.org/），我所在的语言。这就是为什么我很兴奋团队里有些人在实验其他并发模型（https://github.com/dart-lang/fletch）。） ## 我在 await 一个解决方案\#im\-awaiting\-a\-solution (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#im-awaiting-a-solution) C# 的程序员们现在可能感觉很自鸣得意（随着 Hejlsberg 和他的团队在语言中堆砌了一个又一个甜美的特性，他们越来越容易陷入这种状态）。在 C# 中，你可以使用 `await` 关键字（https://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh191443.aspx）来调用异步函数。这使得你调用异步函数就像调用同步函数一样容易，只多加一个可爱的小关键字。你可以在表达式中嵌套 `await` 调用，在异常处理代码中使用它们，把它们塞进控制流里。尽情使用吧。让 `await` 调用像你新说唱专辑的预付款钞票一样飞舞。 Async-await*确实*不错，这也是为什么我们正在把它加到 Dart 里。它让编写异步代码容易得多。你知道“但是”要来了。嗯，对。*但是……*你仍然把世界分成了两半。那些异步函数写起来更容易了，但*它们仍然是异步函数*。你仍然有两种颜色。Async-await 解决了烦人的规则 #4：它让调用红色函数不比蓝色函数差太多。但其他所有规则仍然存在： 1. 同步函数返回值，异步函数返回包装值的 `Task`（或 Dart 中的 `Future`）包装器。 2. 同步函数直接调用，异步函数需要 `await`。 3. 如果你调用一个异步函数，你得到的是这个包装对象，而你实际上想要的是 `T`。你无法拆包装，除非你把*你的*函数变成异步并 await它。（但看下面。） 4. 除了大量撒上 `await` 之外，我们至少解决了这个问题。 5. C# 的核心库实际上比 async 更老，所以我想他们从来没有这个问题。 它*确实*更好。我宁愿用 async-await 也不必用裸回调或 future。但如果我们认为所有麻烦都消失了，就是在自欺欺人。一旦你开始尝试编写高阶函数，或者复用代码，你就会立刻意识到颜色仍然存在，在你的代码库中到处流血。 ## 什么语言*没有*颜色？\#what\-language\-isnt\-colored (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#what-language-isnt-colored) 所以 JS、Dart、C# 和 Python 都有这个问题。CoffeeScript 和大多数编译到 JS 的语言也都有（这是为什么 Dart 继承了它）。我*觉得*连 ClojureScript 也有这个问题，尽管他们很努力地通过 core.async（https://github.com/clojure/core.async）来对抗它。想知道哪种语言没有吗？*Java。*对吧？你多久才能说一次，“没错，Java 才是真正做对了这个的”？但确实。不过在他们（C#/etc）的辩护中，他们正在积极地通过转向 future 和异步 IO 来纠正这个疏忽。这就像一场向下竞争。C# 实际上本来*可以*避免这个问题的。他们*选择了*拥有颜色。在他们加入 async-await 和所有 `Task` 相关的东西之前，你就直接使用常规的同步 API 调用。还有三种语言没有这个问题：Go、Lua 和 Ruby。猜到他们有什么共同点了吗？*线程。*或者更精确地说：*多个可以切换的独立调用栈*（https://journal.stuffwithstuff.com/2013/01/13/iteration-inside-and-out/）。它们不一定是操作系统线程。Go 中的 goroutine、Lua 中的协程、Ruby 中的 fiber 就完全足够。（这就是为什么 C# 有那个小例外：你可以通过使用线程来避免 C# 中异步的痛苦。） ## 往事追忆\#remembrance\-of\-operations\-past (https://journal.stuffwithstuff.com/2015/02/01/what-color-is-your-function/#remembrance-of-operations-past) 根本问题是：“当一个操作完成时，你如何从你离开的地方继续执行？”