编程语言的心智负担

zhangke3016 发布于2019-07-01 11:05 / 1898人阅读

摘要：心智负担因此在中建议使用或函数代替宏。心智负担等编程语言，默认整数为有符号，降低了心智负担。而动态弱类型语言可能会因为重构或其他维护操作产生运行时错误，增加了心智负担。心智负担而且异步的等无需担心此问题。

很多编程语言对比的文章，总喜欢比较各种编程语言的性能、语法、IO模型。本文将从心智负担这个角度去比较下不同的编程语言和技术。因本人所擅长的编程语言有限，如有不对的地方，欢迎指正。

内存越界

如：C语言、C++（C with class）
C/C++可以直接操作内存，但编程必须要面对内存越界问题。发生内存越界后，程序会直接core dump，开发者需要使用gdb工具分析内存错误的原因，如果内存越界是偶发的，比如由于数据同步问题造成，数亿次中会出现一次，解决起来非常困难，甚至需要顶级专家才能找到问题原因。

心智负担：10

现代C++提供了STL库包含大量容器，另外C++支持引用语法，不再需要直接操作指针，降低了内存错误读写的风险。使用现代C++的编程风格可以避免此问题。但由于C++没有完全从语法层面移除指针，不够彻底。

宏

C/C++程序中经常使用预定义宏实现一些逻辑，导致可读性变差。有些情况下会嵌套多次宏的使用，展开后变得极其难读。心智负担：6

因此在C/C++中建议使用enum或static inline函数代替宏。

内存管理

如：C语言、C++

C/C++语言，需要手工管理内存，malloc/new申请的内存要与free/delete成对使用。申请的内存忘记释放，就会出现内存泄漏。心智负担：8

Java/PHP/Go等有GC的编程语言，不需要手工管理内存，不会因为代码错误引起内存泄漏。心智负担：0

数值类型

C/C++/GO等编程语言，提供了有符号、无符号整型和浮点型，8/16/32/64不同尺寸的整型。编程时需要额外处理，避免数值溢出。心智负担：6

PHP/Java等编程语言，默认整数为有符号int64，降低了心智负担。一般业务项目中很难有超过2^63的数字，不会遇到问题。但如果是做科学计算，int64就难以满足需求了。在PHP中超过2^63底层会转为浮点型，计算将丢失精度。心智负担：1

而Python整数是不限长度的，可以做任意位数的数值计算。心智负担：0

类型约束

Java是静态强类型编程语言，因此在编程中存在类型约束，某些情况下可能不是特别方便。如JSON序列化。不同类型的变量互相操作时可能需要进行显式类型转换。心智负担：2

PHP/JS是动态弱类型编程语言，底层自动进行隐式类型转换。编程更方便。心智负担：0。

项目维护

在大型项目，或对已有系统进行代码重构，以及项目代码更换开发者时，弱类型动态语言会带来可维护性的难题。Java/Go/C++这样的静态强类型编程语言在编译期就可以发现问题。而动态、弱类型语言可能会因为重构或其他维护操作产生运行时错误，增加了心智负担。心智负担：5

多线程编程

Java/C++/Go提供了多线程并行编程、无锁编程，在编程中会存在数据同步问题。因此需要对临界资源进行加锁。而错误的锁操作又会带来，死锁和热点争抢问题。需要开发者具备极高的素质，否则难以做到正确无误并性能良好，这可能需要耗费大量心智。心智负担：10

内存泄漏

除PHP（php-fpm）之外的其他编程语言和技术（包括PHP + Swoole），在服务器端程序中均为长生命周期。对全局/静态变量操作可能会导致内存或资源句柄泄漏。编程时需要注意。心智负担：3

而PHP（php-fpm）是短生命周期的，在请求结束后会立即释放所有内存和句柄，无需担心泄漏。心智负担：0

IO 超时

同步阻塞IO模型的编程语言和技术，在遇到某个慢IO会导致整个进程或线程挂起。极端情况下会出现所有进程/线程挂起，引起线上服务不可用。开发者需要格外注意设置IO操作的超时时间，避免慢请求带来进程/线程阻塞。心智负担：2

而且异步IO的Go/Node.js/Swoole等无需担心此问题。心智负担：0

汇总

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