Python等動態語言企業應用面面觀
動態語言的興起已經有些年頭了，現在，人們早已不再去爭論動態語言是否能夠取代靜態語言，因為這種爭論毫無意義。越來越多的開發者開始在動態語言更為擅長的領域應用它們。
Django和Ruby on Rails等開發框架的盛行使得像Python和Ruby這樣的動態語言可以在Web開發領域大放異彩，PHP和JavaScript也早已在Web開發領域占有一席之地。（相關文章推薦：動態語言，別再輕言不）
不過目前動態語言在企業開發中的應用還不夠廣泛，并沒有承擔起主力開發語言的重任。尤其是在底層系統開發方面，動態語言遠沒有在Web開發方面那么風光。
在運行時效率和虛擬機穩定性方面的不足，使得動態語言注定無法與編譯型語言競爭，并取代它們在高性能領域的地位。然而，動態語言也有自己的優勢所在。如何克服自己的劣勢，將優勢發揚光大，便是每一位動態語言開發者所面臨的機遇和挑戰。
動態語言的優勢
動態語言的優勢有很多，歸納起來主要有以下幾個方面：
1. 生產力。動態語言在開發效率方面有著無與倫比的優勢，這也與動態語言“優化人的時間而不是機器的時間”這個理念相吻合。利用傳統的靜態語言要開發幾周的功能和特性，使用動態語言也許幾天甚至幾個小時就可以實現。不僅如此，動態語言在開發原型系統和常用工具方面的開發效率也非常高，尤其值得一提的是原型系統。
更快地讓原型系統運轉起來，不僅可以盡早驗證一些假設，也能夠更好地與迭代開發相結合，更及時地與需求方進行溝通，幫助需求方挖掘和了解自己真正的需求。開發效率可以說是動態語言最為吸引人的地方，這也被認為是將來開發語言的前進方向。這些年隨著敏捷開發的盛行，越來越多的開發者意識到，原來動態語言的特性和敏捷開發的價值觀也相當契合：縮短反饋時間，對變化的響應能力更強。
2. 代碼量。曾有報道說，用Ruby on Rails寫同樣的項目，代碼量大概只有Java的1/10。且先不說這個說法是否有夸張的成分，但就實際來看，動態語言的確從代碼量上來說，要比 Java/C/C++等傳統靜態編譯型語言要少的多（當然語言的表達能力與動態靜態關系并不大，靜態函數式語言的表達能力也很強），可能幾千行的項目就算得上是個大項目。
3. 測試。因為動態語言很容易實現反射等動態特性（JUnit也是等到Java支持了反射以后才出現的），因此測試也更為容易實現。Python和Ruby的標準庫中都帶有unittest的框架，這幾乎可以讓你無成本地使用單元測試來加固代碼。因為動態語言本身不具有編譯過程，因此犯下某些低級錯誤的幾率大大增加，也為重構帶來了重重困難。沒有單元測試的重構如同夢魘一般，動態語言尤甚。
因此，在開發語言以動態語言為主的開源項目中，單元測試總是占有相當大的比重。還有建議稱測試代碼與生產代碼的比率（Unit Test To Code Ratio）要達到2:1以上。另外，動態語言的測試環境更容易搭建，實現Mock也更為簡單。
4. 原生數據結構。現在主流的動態語言多為腳本語言發展而來，而在這些語言中，集合、列表和詞典這樣的數據結構都是原生的，而靜態語言的數據結構往往是通過程序類庫來實現的。比如Python就提供了set、tuple、list和dict等原生數據結構，同時還提供了大量操作（如數組分片等），讓這些數據結構使用起來非常方便。原生數據結構使得對數據的操控融入到了語言的語法當中，讓程序更為易讀，這也讓基于代碼的溝通更為順暢。
5. 簡單易學。動態語言的語法相對簡單，學習成本看似也比較低。有人舉例說，Python和Ruby寫個Hello World只需要一行即可，這是很多靜態語言所達不到的（把多行代碼寫成一行的不算）。
當然你可以認為這只不過是句玩笑話，不過單就語法而言，動態語言的學習門檻要比很多靜態語言要低的多。可是，開發不僅僅只是語法而已。很多動態語言的初學者，能夠用動態語言寫一些簡單的小程序小工具，卻很難構建起龐大復雜的商業系統，究其原因，主要是還是因為系統設計和面向對象的功底欠缺所導致的。如何設計，如何抽象，如何重構，這些能力與語言無關，而是個人的修為。
正如陸游所言，“功夫在詩外”，這些能力也不是一朝一夕、通過學學語言就能夠輕易練就的。當然，動態語言的各種特性（如Duck Typing）也使得在靜態語言中不得不使用的設計模式可以很自然地表達，這些差異也增加了動態語言學習的隱性成本。
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不足之處
任何事物都具有兩面性，動態語言也不例外，雖然優勢顯而易見，動態語言的不足之處也有很多。這里列舉一些我們在開發過程中所遇到的問題，以及一些初步的解決方案，來供大家參考。
1. 運行效率。運行效率低下使得動態語言飽受詬病。“跑得太慢”這頂帽子已經在動態語言的頭上扣了許多年。甚至有Benchmark表明，在某些應用場景下，動態語言的運行效率和C/C++、Java等成熟的靜態語言相比，相差數十倍甚至上百倍，這也為動態語言的普及埋下陰影。不少開發者因為運行效率的問題，紛紛表示 “對動態語言很失望”。其實我倒是覺得大可不必糾結在這個問題上，原因有兩點。
第一，很多動態語言的應用場景使得運行效率的重要程度大大降低。就拿 Ruby on Rails來說，在Web開發這個應用場景里，數據庫的響應時間無疑是最大時延，與之相比代碼運行時間就微不足道了。而且通過Cache和優化，基本上可以消除代碼運行效率低對項目的影響。又如我們的消息網關系統，最耗時的部分就是網絡通信和文件I/O，而這兩部分動態語言和靜態語言相比并無明顯劣勢，運行效率的問題可以完全忽略。
第二，如果遇到很耗CPU或者很耗內存的運算，完全可以通過C/C++實現的擴展來解決。無論是Python還是Ruby，都支持采用C/C++編寫擴展。通過這些擴展，可以極大地提高運行效率，從而彌補動態語言在運行效率上的不足。
2. BUG難于發現。動態語言由于沒有構建的過程，因此很多錯誤只有等到運行時才會發現。而這些錯誤很可能是些低級錯誤，比如拼寫錯誤、沒有import相關的類庫，或者括號不匹配等等。如果每次修復這樣的BUG都要通過去測試環境中部署來驗證的話，則會浪費了大量時間。
因此動態語言往往需要充分的自動化測試套件，才能夠確保代碼基本可用。另外，使用動態語言的時候，一個良好的代碼靜態檢查工具也是很有必要的。它不但可以糾正一些低級錯誤，而且還可以幫助你發現代碼中的Bad Smells，大大提高開發效率。
對于Python來說，Pyflakes或Pylint都是不錯的選擇；而Ruby也有眾多工具可供使用。測試充分的代碼也更容易重構，在重構動態語言項目時要萬分小心，因為動態語言極容易犯錯，稍不留意就會引入新的BUG。保持小步前進的步伐，每次修改后都執行測試，最好再通過持續集成環境來幫助發現測試失敗的情況，這樣重構起來才能得心應手。
3. 專業人員少。不少使用動態語言的公司都會遭遇一個問題，那就是使用動態語言的資深開發人員很少，不但很難招聘到靠譜的員工，核心人員的離隊也會對公司造成很大的損失。這是因為完全使用動態語言進行開發的公司少的可憐，只有極少數的開發者能夠參與其中并獲得相關的開發經驗。絕大多數的動態語言使用者還處在愛好者階段，跟著Tutorials寫寫Demo，或者隨手寫個Utils等等。
因為高水平的動態語言開發者的確是可遇不可求，因此尋找有經驗的開發者也許要花上不少的時間和成本。當團隊有了較為有經驗的開發者以后，就需要通過內部培訓、結對編程等手段，幫助公司里沒有經驗的開發者迅速積累經驗，逐漸成為動態語言方面的靠譜人才。
其實，對于動態語言的圈子，還有一個有趣的說法：因為學習動態語言的人往往都是在其他領域有了很深的積累后，在有余力的情況下才接觸動態語言的，因此往往相對都比較靠譜，動態語言的圈子反而能夠幫助雇主們甄選出一批高素質的開發者。
4. 不夠成熟。動態語言的發展歷史雖然不比靜態語言差到哪里（比如Ruby和Java就同為1995年始創），然而由于其較為小眾，因此無論是虛擬機的實現上，語言本身的機制上，還是相關的配套工具上都算不得十分成熟。
例如，Ruby雖然以其優美靈活的語法為人所稱道，但也因為其虛擬機效率低下和內存泄露問題所為人詬病，使用Ruby on Rails的網站往往需要加配監控程序，一旦發現某個VM內存超標立刻重啟；Python的虛擬機雖然還算穩定，但長久以來一直受GIL（Global Interpreter Lock）問題所困擾，完全無法發揮多核的優勢，這在家用PC都早已多核的今天的確是個不小的問題（事實上Ruby也存在GIL問題）。
不過，雖然官方實現不夠成熟，現在已經有很多逐漸成熟的其他選擇可供使用。比如JRuby就充分利用了Java成熟的虛擬機和Ruby優良的語法特性，還可以允許開發者使用Java背后龐大的類庫。通過multiprocessing或Stackless Python，甚至手工將任務切成多份，分發給多個進程運行，都可以規避掉GIL的問題，更充分地利用系統性能。
當然，隨著時間的推移，動態語言的實現將會越來越成熟，不但MRI逐漸完善，MagLev和Rubinius等一系列優秀的Ruby虛擬機也開始登上舞臺；Python 3000甚至打破了向后兼容性，試圖將Python以前的設計錯誤全面改寫。回頭去看Java等一批成熟開發語言的發展路線，有誰沒有經歷過不成熟的青春期呢？
小結
通過實踐我們發現，動態語言既不是什么洪水猛獸，也不是什么奇巧玩物，它們已經逐漸成長為稱手的兵器，幫助開發者們快速完成項目，進而達成商業目標。使用動態語言，已經讓我們切切實實感受到了它的開發效率為我們所帶來的好處。在商業機會瞬息萬變的今天，誰能以最快的速度實現自己的想法，誰能盡快應對市場帶來的變化，誰就能離成功更進一步。
誠然，動態語言目前還存在很多問題。但瑕不掩瑜，如果在使用時可以意識到這些問題，并善加處理的話，動態語言也可以成為復雜商業系統的主角，在企業開發中占據自己的地位。而且隨著開源社區的努力，很多問題正逐一被解決。我們有理由相信，在不遠的未來，動態語言一定會有一片更為廣闊的天空。
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