通過合理創(chuàng)建任務(wù)(或線程)的方式,可以有效地提高軟件設(shè)計的模塊性。通過讓一個任務(wù)關(guān)注于某一類事務(wù),有助于簡化任務(wù)體函數(shù)的實現(xiàn),以及提高程序的可維護性。另外,多任務(wù)在不少情形下,將提高系統(tǒng)的運行效率,因為一個任務(wù)在等待所需資源時,另一個任務(wù)可以利用處理器做更多的事。盡管多任務(wù)有它的好處,但使用多任務(wù)的“度”很重要。就作者的觀察,多任務(wù)設(shè)計方法大有被濫用之勢,乃至有的工程師習(xí)慣于一做設(shè)計就想到運用多任務(wù)。出現(xiàn)這種狀況的原因,是因為沒有意識到多任務(wù)設(shè)計所帶來的問題。
運用多任務(wù)的設(shè)計方法,往往需要使用到任務(wù)同步的方法(互斥鎖、信號量、事件和消息隊列等),以保證多個任務(wù)有序地協(xié)同工作,以便避免出現(xiàn)競爭問題。但是,使用任務(wù)同步的方法并不是每個人都很擅長,乃至即使覺得自己很擅長,也很容易一糊涂就設(shè)計出存在競爭問題的代碼。再則,對于大型項目,由于代碼量的急劇增長,多任務(wù)所帶來的競爭問題更加不容易被發(fā)現(xiàn),一旦發(fā)生問題就相對嚴重,而且不容易查錯。
任務(wù)數(shù)量使用得過多,所帶來的另一個問題是,因為多個任務(wù)的存在,將帶來更多的任務(wù)切換。也因為任務(wù)過多,而使得任務(wù)之間的通訊開銷更大?偟膩碚f是,有可能造成系統(tǒng)性能問題。
作者也經(jīng)歷了從大量使用多任務(wù)設(shè)計到回歸避免使用多任務(wù)的成長歷程,也明白在很多情形下,采用多任務(wù)設(shè)計的沖動源于賣弄自己具備多任務(wù)的編程能力,以及愧疚于不采用多任務(wù)會造成系統(tǒng)性能問題。其實,一旦我們冷靜下來思考多任務(wù)設(shè)計時會發(fā)現(xiàn),自認為多任務(wù)所帶來的好處,在系統(tǒng)中很可能并不是關(guān)鍵。另外,我們也很有可能沒有考慮采用多任務(wù)設(shè)計所帶來的不良副作用。
從用戶的體驗來看,一個軟件產(chǎn)品最終必須具備良好的魯棒性,即穩(wěn)定。否則,無論多么好的功能特性,產(chǎn)品最終都將被用戶給拋棄。因此,軟件在開發(fā)活動中的主旨之一,應(yīng)是采用容易獲得高質(zhì)量的方法,而不是運用更多的“高科技”。這種策略,允許適當(dāng)?shù)亟档蛯F隊能力的要求,畢竟,要獲得一個能力都非常強的團隊不是一件易事。
作者曾在一個項目中,開發(fā)出了一個運行于Linux操作系統(tǒng)之上的、基于TCP套節(jié)字的網(wǎng)絡(luò)通訊框架,采用的是單線程的設(shè)計思想。這個框架通過采用select()函數(shù),可以處理多個套接字的建鏈和通訊。在設(shè)計的過程中,由衷地感嘆采用單線程的方式大大地簡化了設(shè)計和調(diào)試工作。當(dāng)作者將這一設(shè)計思路與一些同事交流時,他們所表現(xiàn)出來的不理解卻大相徑庭。因為在他們看來,套接字通訊無論如何也得考慮用多線程的設(shè)計方法。有一點需要交代一下,作者采用單線程的設(shè)計方法,也是基于應(yīng)用場景并不存在大負荷的通訊數(shù)據(jù)。
無論如何,當(dāng)我們考慮運用多任務(wù)設(shè)計時,靜下心來思考一下它所帶來的利與弊,有助于我們克服魔鬼般的沖動。一旦考慮清楚了應(yīng)當(dāng)采用多任務(wù)設(shè)計,那還是應(yīng)當(dāng)勇往直前。
最后,即使是使用更少的任務(wù),也并不妨礙軟件的模塊化設(shè)計。因為通過設(shè)計,完全可以實現(xiàn)模塊與任務(wù)相分離,也就是即使不采用多任務(wù),同樣可以獲得良好的軟件模塊化。