Lisp在网页应用中的运用（2001）

来源：https://sep.turbifycdn.com/ty/cdn/paulgraham/bbnexcerpts.txt Lisp 在基于 Web 的应用中的使用 Paul Graham （这是2001年4月在马萨诸塞州剑桥市BBN实验室所做演讲的摘录。） **任何你喜欢的语言** 使用 Lisp 编写基于 Web 的应用的一个原因是，你*可以*使用 Lisp。当你编写只在自家服务器上运行的软件时，你可以使用任何你喜欢的语言。长期以来，程序员在编写应用程序时没有太多选择。直到最近，编写应用程序还意味着编写在桌面计算机上运行的软件。在桌面软件中，存在一种强烈的倾向，即使用与操作系统相同的语言来编写应用程序。十年前，实际上所有应用程序都是用 C 编写的。而在基于 Web 的应用中，情况发生了变化。你控制着服务器，可以用任何你喜欢的语言编写软件。你现在可以理所当然地认为，你拥有操作系统和编译器的源代码。如果语言和操作系统之间真的出现任何问题，你可以自己修复。 然而，这种新自由是一把双刃剑。拥有更多选择意味着你现在必须考虑该做出哪种选择。过去要简单得多。如果你负责一个软件项目，某个麻烦的人建议使用与你通常所用不同的语言来编写软件，你只需告诉他们这不切实际，事情就结束了。现在，对于基于服务器的应用，一切都变了。你在语言选择上现在受到市场力量的制约。如果你试图假装一切照旧，像我们大多数竞争对手那样只使用 C 和 C++，那你就是在自掘坟墓。一家使用更强大语言的小型初创公司会把你打得落花流水。 **增量开发** Lisp 有一种特定的软件开发风格。其传统之一是增量开发：你首先尽快编写一个几乎不做任何事的程序。然后逐步添加功能，但在每一步你都有可运行的代码。我认为这种方式能让你更快地写出更好的软件。Lisp 的一切都针对这种编程风格进行了优化，因为 Lisp 程序员至少已经以这种方式工作了三十年。Viaweb 编辑器可能是增量开发最极端的例子之一。它始于一个120行的程序，用于生成网站，这个程序是我在一本刚好在 Viaweb 启动前完成的书中的一个例子。Viaweb 编辑器最终增长到大约25,000行代码，就是从这个程序逐步演变而来的。我从未坐下来重写整个程序。我想我从未有过超过一两天没有可运行代码的情况。整个开发过程就是一系列渐进的修改。这种开发风格非常契合基于 Web 软件可能实现的滚动发布。通常来说，这也是更快编写软件的方法。 **交互式顶层** Lisp 的交互式顶层对于快速开发软件有很大帮助。但对我们来说，最大的优势可能在于发现 bug。正如我之前提到的，对于基于 Web 的应用，用户数据就在你的服务器上，通常可以重现 bug。当客户支持人员向我报告编辑器中的一个 bug 时，我会将代码加载到 Lisp 解释器中，并登录到用户的账户。如果我能重现这个 bug，就会进入一个实际的调试循环，明确告诉我哪里出了问题。通常我可以立即修复代码并发布修复。而当我说的“立即”，是指用户还正在通话中。如此快速的 bug 修复周转，让我们处于一个极具诱惑的位置。如果我们能在用户还在通话时捕捉并修复 bug，那么让用户以为这只是他们的错觉就非常诱人。所以我们有时（令他们高兴）会让客户支持人员告诉用户只需再次尝试登录，看看问题是否还存在。当然，当用户重新登录时，他们就会得到新发布的、已修复 bug 的软件版本，一切都会正常运行。我意识到我们有点狡猾，但这过程也确实很有趣。 **用于 HTML 的宏** Lisp 宏是我们的另一个巨大优势。在 Viaweb 编辑器中，我们非常广泛地使用宏。它可以被准确地描述为一个大型宏。这让你了解我们对 Lisp 的依赖程度，因为没有其他语言具备 Lisp 意义上的宏。我们使用宏的一种方式是用来生成 HTML。宏和 HTML 之间有一种非常自然的契合，因为 HTML 是一种像 Lisp 一样的前缀表示法，并且和 Lisp 一样是递归的。所以我们在宏调用内部嵌套宏调用，生成最复杂的 HTML，而这一切仍然非常可控。 **嵌入式语言** 宏的另一个重要用途是我们用来描述页面的嵌入式语言，称为 Rtml。（我们编造了各种关于 Rtml 代表什么的解释，但实际上我用 Viaweb 的另一位创始人罗伯特·莫里斯的名字命名，他的用户名是 Rtm。）我们软件生成的每个页面都是由 Rtml 编写的程序生成的。我们称这些程序为模板，以降低其吓人程度，但它们是真正的程序。事实上，它们是 Lisp 程序。Rtml 是宏与内置 Lisp 操作符的组合。用户可以编写自己的 Rtml 模板来描述他们想要的页面外观。我们有一个用于操作这些模板的结构编辑器，很像 Interlisp 中的结构编辑器。用户无需输入自由格式的文本，而是通过剪切和粘贴代码片段来组合。这意味着不可能出现语法错误。这也意味着我们不需要显示底层 s-表达式中的括号：我们可以通过缩进来展示结构。通过这种方式，我们使该语言看起来不那么吓人。我们还设计了 Rtml，使其在运行时不会出现错误：每个 Rtml 程序都会生成某种网页，你可以通过不断调试直到它生成你想要的页面。 最初我们预计我们的用户会是 Web 顾问，并希望他们大量使用 Rtml。我们提供了一些默认模板（如分类页面和商品页面等），目的是让用户能够使用并修改它们，以制作他们想要的任何页面。但事实是 Web 顾问并不喜欢 Viaweb。一般来说，顾问喜欢使用那些对客户来说太难用的产品，因为这能保证他们的持续雇用。顾问们会来到我们的网站，网站到处宣传我们的软件非常易于使用，任何人都可以在五分钟内创建一个在线商店，他们会说，我们绝不会用那个。所以我们并没有得到 Web 顾问的太多关注。相反，用户往往是最终用户，也就是实际的商家。他们喜欢能够自主控制自己网站的想法。而这种用户不想进行任何编程。他们只使用默认模板。所以 Rtml 最终并非程序的主要界面。它最终扮演了两个角色。首先，它是为那些真正高级的用户提供的一个逃生舱，这些用户想要一些我们内置模板无法提供的东西。在 Viaweb 的发展过程中，有人给了我一个非常有用的建议：用户总是想要一个升级路径，尽管通常他们永远不会走这条路。Rtml 就是我们的升级路径。如果你想，你可以完全控制页面上的所有内容。每几百个用户中只有一个人会编写自己的模板。这引出了 Rtml 的第二个优势。通过观察这些用户如何修改我们的内置模板，我们知道了需要添加什么。最终我们设定了一个目标：没有人需要再使用 Rtml。我们的内置模板应该能满足人们的所有需求。在这种新方法中，Rtml 对我们来说是一个警告信号，表明我们的软件缺少了什么。 使用 Rtml 的第三个也是最大的好处是我们自己从中获得的好处。即使只有我们使用 Rtml，以这种方式编写软件也非常值得。在软件中拥有这一额外的抽象层，使我们比竞争对手具有巨大优势。首先，它使我们的软件设计更加清晰。我们不像竞争对手那样只有生成网页的实际 C 或 Perl 代码片段，而是拥有一种用于生成网页的高级语言，网页样式用该语言指定。这使得代码更加清晰，更易于修改。我已经提到基于 Web 的应用是作为一系列小修改发布的。当你这样做时，你需要能够知道任何给定修改的严重程度。通过将代码分层，你可以更好地掌握这一点。修改底层（Rtml 本身）是一件需要深思熟虑、很少进行的重要事情。而修改顶层（模板代码）则是可以快速完成的事情，无需过多担心后果。Rtml 是一个非常 Lisp 化的做法。它首先主要是 Lisp 宏。在线编辑器在幕后操作的是 s-表达式。当人们运行模板时，它们会在运行时通过调用 compile 被编译成 Lisp 函数。Rtml 甚至严重依赖关键字参数，而在此之前我一直认为这是 Common Lisp 中比较可疑的特性之一。 由于基于 Web 软件的发布方式，你必须设计软件使其易于更改。Rtml 本身也必须像软件的其他部分一样易于更改。Rtml 中的大多数操作符都设计为接受关键字参数，事实证明这非常有用。如果我想为某个操作符的行为增加一个维度，只需添加一个新的关键字参数，所有用户的现有模板都能继续工作。少数 Rtml 操作符没有使用关键字参数，因为我认为永远不需要更改它们，但几乎每一个后来都让我后悔不已。如果我能回到过去从头开始，我会做的一件事就是让每个 Rtml 操作符都接受关键字参数。 事实上，我们在编辑器中有几个嵌入式语言。另一个我们没有直接暴露给用户的，是用于描述图像的语言。Viaweb 包含一个用 C 编写的图像生成器，它可以接收图像的描述，创建该图像，并返回其 URL。我们也用 s-表达式来描述这些图像。 **闭包模拟子程序** 将网页作为用户界面的问题之一，是 Web 会话本质上无状态。我们通过使用词法闭包来模拟类似子程序的行为来绕过这个问题。如果你了解延续，我们可以解释为我们的软件是用延续传递风格编写的。当大多数基于 Web 的软件在页面上生成链接时，它往往在想：如果用户点击这个链接，我想用这些参数调用这个 CGI 脚本。而当我们的软件生成一个链接时，它可以想：如果用户点击这个链接，我想运行这段代码。而这段代码可以是任意代码，可能（实际上通常是）包含来自周围上下文的自由变量。我们实现这一点的方法是编写一个宏，它接受一个预期为闭包的初始参数，后面跟着代码体。然后该代码会被存储在一个全局哈希表中，并赋予一个唯一 ID，而代码体生成的任何输出都会出现在一个链接内，该链接的 URL 包含这个哈希键。如果用户接下来点击了这个链接，我们的软件就会找到并调用相应的代码片段，链条继续。实际上，我们是动态生成 CGI 脚本，只不过它们是能够引用周围上下文的闭包。 目前为止这听起来很理论化，让我给你一个例子，说明这种技术带来的明显差异。在基于 Web 的应用中，你经常需要编辑一个具有各种类型属性的对象。对象的许多属性可以表示为表单字段或菜单。例如，如果你正在编辑一个表示人的对象，你可能有一个用于姓名的字段，一个用于头衔的菜单选择，等等。现在，如果某个对象有一个属性是颜色，会发生什么？如果你使用普通的 CGI 脚本，所有操作都必须在一个表单上完成，底部有一个“更新”按钮，那你会遇到麻烦。你可以使用文本字段让用户输入 RGB 数值，但最终用户不喜欢这样。或者你可以提供一个可选颜色的菜单，但那样你又不得不限制颜色范围，否则即使只提供标准的 Web 颜色映射表，你也需要256个菜单项，这些选项的名称几乎难以区分。 在 Viaweb 中，我们能够做的是将颜色显示为表示当前值的色块，后面跟着一个“更改”按钮。如果用户点击“更改”按钮，他们就会进入一个带有颜色图像映射的页面进行选择。在选择颜色后，他们会返回到编辑对象属性的页面，并且颜色已经更改。这就是我所说的模拟子程序行为的意思。软件的行为就像是刚刚从选择颜色的操作中返回。当然，实际情况并非如此；它是在进行一次新的 CGI 调用，看起来像是从堆栈中返回。但通过使用闭包，我们可以让用户和我们自己都感觉像是在进行子程序调用。我们可以编写代码说：如果用户点击这个链接，就进入颜色选择页面，然后回到这里。这只是我们利用这种可能性的一个例子。它使我们的软件明显比竞争对手的软件更先进。