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[24310] 2015-09-21_DOOM之父JohnCarmack谈软件工程中的艺术与科学

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最后更新：2025-01-18
2015-09-21_DOOM之父JohnCarmack谈软件工程中的艺术与科学 D O O M   之 父   J o h n   C a r m a c k   谈 软 件 工 程 中 的 艺 术 与 科 学 李 荣   L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 9 - 2 1 虽 然 我 不 是 个 游 戏 超 级 玩 家 ， 但 却 是 因 喜 欢 游 戏 而 开 始 学 习 编 程 的 ( 特 别 是 图 像 渲 染 算 法 ) 。 所 以 当 我 看 到 J o h n   C a r m a c k 在 2 0 1 2   Q u a k e ​ C o n 上 的 发 言 时 ， 我 觉 得 自 己 该 听 听 ， 学 习 游 戏 设 计 以 及 开 发 相 关 的 知 识 。 不 过 我 所 听 到 的 是 一 个 黑 客 在 谈 论 他 的 最 近 感 悟 — — 软 件 工 程 事 实 上 是 一 门 社 会 科 学 。 其 中 的 大 约 1 0 分 钟 ， 他 涉 及 到 了 人 性 的 各 个 方 面 ， 比 如 开 发 人 员 犯 的 错 误 ， 编 程 语 言 设 计 ， 静 态 分 析 ， 代 码 评 审 ， 开 发 人 员 培 训 ， 成 本 / 收 益 分 析 。 文 中 强 调 的 部 分 是 我 加 的 ( 文 字 为 我 转 录 ， 如 有 错 误 ， 还 请 海 涵 ) 。 在 尝 试 让 游 戏 跑 得 更 快 ( 我 们 的 主 要 发 展 方 向 ) 的 过 程 中 ， 我 们 犯 了 不 少 《 D o o m   4 》 中 已 有 的 错 误 。 其 中 的 一 些 显 然 无 法 改 变 ， 但 迫 于 提 速 的 愿 景 ， 不 得 不 做 。 因 为 这 些 行 不 通 ， 你 懂 的 ， 两 个 游 戏 相 隔 了 6 年 。 在 软 件 开 发 方 面 ， 你 们 或 许 知 道 一 件 有 趣 的 事 ， 那 是 一 个 对 我 的 访 谈 。 那 个 访 谈 中 我 提 到 我 是 如 何 学 习 到 那 么 多 知 识 的 ， 不 过 与 一 年 前 相 比 ， 现 在 我 是 个 更 好 的 开 发 者 ， 当 时 主 持 人 对 此 很 是 惊 讶 。 你 知 道 经 过 了 2 0 年 ， 经 历 了 所 有 的 一 切 ， 最 终 一 切 都 浮 出 水 面 。 关 于 软 件 开 发 我 确 实 学 习 到 很 多 ， 既 包 括 个 人 技 能 ， 也 包 括 更 多 的 关 注 团 队 积 极 性 的 一 面 。 而 后 者 是 过 去 多 年 来 我 所 忽 视 的 ， 因 为 过 去 我 把 自 己 标 榜 为 一 个 软 件 工 程 的 科 学 家 ， 处 理 一 些 抽 象 、 证 明 、 正 确 相 关 的 事 情 ， 真 的 很 酷 。 事 实 上 在 计 算 机 科 学 中 ， 真 正 属 于 科 学 的 唯 一 事 情 就 是 算 法 ， 优 化 属 于 工 程 范 畴 。 但 是 那 些 没 有 一 直 开 发 算 法 的 人 ， 大 部 分 的 时 间 都 花 在 编 程 上 。 我 们 中 确 实 有 少 数 程 序 员 在 做 一 些 优 化 以 及 挑 选 算 法 ， 但 是 9 0 % 以 上 的 程 序 员 在 编 写 程 序 ， 只 是 为 了 实 现 一 些 功 能 。 当 我 开 始 审 视 这 一 切 时 ， 发 现 工 作 中 的 绝 大 部 分 没 有 科 学 、 工 程 、 正 确 的 一 面 。 或 许 ， 其 中 某 个 程 序 员 会 说 ， 他 做 了 很 多 的 巧 妙 编 程 工 作 ， 实 现 了 一 些 功 能 。 我 们 喜 欢 把 自 己 想 象 成 聪 明 的 工 程 师 ， 用 正 确 的 方 式 去 开 发 好 软 件 。 但 随 着 我 观 察 的 越 来 越 多 ， 发 现 这 根 本 不 是 事 实 。
除 了 那 些 能 够 评 估 的 东 西 ， 我 们 用 来 评 估 和 重 现 的 工 具 才 是 科 学 的 精 华 所 在 ， 有 了 它 们 ， 才 能 评 估 、 重 现 ， 做 出 预 测 并 测 试 验 证 。 我 们 会 在 做 优 化 和 算 法 时 涉 及 ， 但 所 有 其 它 事 ， 跟 科 学 无 关 。 程 序 员 之 间 的 交 流 ， 甚 至 于 与 不 同 时 期 的 自 己 交 流 。 我 们 谈 论 函 数 式 编 程 ， l a m b d a 演 算 ， m o n a d s ， 这 些 想 想 就 很 美 ， 但 对 你 在 软 件 工 程 方 面 做 的 事 情 没 有 任 何 影 响 ， 这 些 仅 仅 是 最 佳 实 践 而 已 ， 一 些 总 结 好 的 做 法 ， 但 只 是 在 阻 止 人 们 犯 某 些 类 型 错 误 的 时 候 它 们 才 有 意 义 。 纯 函 数 式 的 ， 用 最 严 苛 的 科 学 的 视 角 写 出 来 的 代 码 ， 最 后 还 是 会 转 化 为 汇 编 语 言 ， 事 实 上 你 也 可 以 用 诸 如 B A S I C 或 者 其 它 任 何 语 言 来 实 现 。 另 一 件 对 我 有 启 发 意 义 的 事 情 是 大 儿 子 开 始 学 编 程 。 我 确 实 摇 摆 过 是 否 应 该 让 一 个 7 岁 的 孩 子 学 习 H a s k e l l ， 最 终 决 定 不 要 ， 我 不 认 为 自 己 是 一 个 足 够 出 色 H a s k e l l 程 序 员 以 至 于 愿 意 去 指 导 别 人 。 当 我 思 考 人 们 到 底 如 何 开 始 从 零 学 编 程 时 ， 我 豁 然 开 朗 ， 意 识 到 我 们 从 软 件 工 程 社 区 获 取 了 如 此 之 多 ， 事 实 上 是 一 些 构 建 在 一 个 核 心 基 础 之 上 的 由 多 层 组 件 组 成 。 当 你 回 退 到 结 构 化 编 程 ， 不 论 w h i l e 循 环 ， 还 是 f o r 循 环 ， 在 底 层 ， 你 如 何 解 释 编 程 ， 计 算 机 做 些 什 么 ， 最 终 都 会 归 于 流 程 图 ( f l o w   c h a r t ) 。 这 种 条 件 执 行 这 个 ， 否 则 执 行 那 个 。 甚 至 尝 试 解 释 在 一 个 地 方 到 底 是 应 该 用 f o r 循 环 还 是 w h i l e 循 环 时 ， 这 仅 仅 关 乎 惯 例 ， 一 个 解 决 人 们 经 常 犯 的 错 误 的 惯 例 。 但 是 它 们 不 是 计 算 机 在 做 些 什 么 的 核 心 。 这 些 只 是 人 们 根 据 以 往 经 验 总 结 的 让 你 少 犯 错 误 的 方 式 。 另 外 一 件 严 峻 的 事 情 是 ， 程 序 员 一 直 在 不 断 的 犯 错 。 我 去 年 谈 论 了 很 多 关 于 静 态 分 析 方 面 的 工 作 ， 并 尝 试 静 态 分 析 我 们 的 所 有 代 码 ， 希 望 它 们 都 能 够 顺 利 通 过 ， 可 惜 扫 出 了 数 以 千 计 的 错 误 。 其 中 一 些 问 题 ， 我 的 同 伴 们 确 实 是 B u g ， 并 保 证 下 次 不 会 再 犯 ， 这 种 感 觉 不 错 。 如 果 一 些 错 误 没 有 从 语 法 上 阻 止 ， 就 可 能 发 生 。 那 正 是 我 投 入 如 此 多 精 力 到 静 态 分 析 上 的 原 因 之 一 。 我 希 望 能 够 开 启 更 多 严 格 的 语 言 限 制 ， 因 为 我 们 一 直 在 犯 错 。 最 近 我 开 始 做 的 一 件 事 情 是 c o d e   r e v i e w ， 查 看 每 日 提 交 的 代 码 ， 找 出 一 些 典 型 的 错 误 案 例 ， 给 t e a m 成 员 讲 讲 。 标 注 出 一 小 段 代 码 ， 说 这 是 个 静 态 分 析 工 具 扫 出 的 B u g ， 推 荐 这 样 的 写 法 ， 更 简 单 清 晰 ， 也 不 容 易 犯 错 ， 刚 开 始 时 有 些 成 员 对 这 种 公 开 文 化 有 些 反 感 ， 不 过 我 觉 得 大 家 现 在 都 接 受 这 样 的 做 法 了 。 但 有 个 问 题 ， 我 看 看 大 家 都 做 了 什 么 就 会 花 费 很 多 的 时 间 ， 更 别 说 逐 一 r e v i e w 。 能 够 指 出 组 内 其 他 成 员 犯 的 错 ， 并 告 诉 大 家 当 心 类 似 的 问 题 ， 那 才 是 真 正 的 价 值 所 在 。 只 要 组 员 都 接 受 这 件 事 ， 就 是 有 积 极 意 义 的 。 当 你 在 争 论 譬 如 是 否 应 该 在 函 数 的 参 数 之 前 加 上 c o n s t 关 键 字 时 ， 想 象 一 下 会 发 生 什 么 。 这 些 很 难 客 观 地 给 出 结 论 ， 大 多 数 这 种 情 况 ， 我 们 称 之 为 缓 存 失 效 ， 要 耗 费 很 大 的 精 力 来 做 说 服 工 作 。 如 果 一 个 结 论 很 客 观 ， 显 而 易 见 ， 就 不 会 起 争 论 。 但 是 其 它 的 很 多 事 情 涉 及 的 只 是 代 码 风 格 问 题 ， 你 或 许 会 说 ， 根 据 多 年 的 经 验 ， 这 会 导 致 种 种 错 误 ， 但 是 很 多 人 会 回 答 说 ， 我 从 来 没 有 看 到 那 种 错 误 ， 对 于 我 来 说 那 不 是 问 题 ， 我 从 来 没 有 犯 过 那 种 错 。 这 个 时 候 能 够 演 示 错 误 很 重 要 ， 看 ， 就 是 这 个 问 题 导 致 的 错 误 。 随 着 这 些 事 情 我 做 的 越 来 越 多 ， 并 思 考 相 关 的 问 题 ， 我 觉 得 这 些 不 是 科 学 ， 而 是 解 决 人 类 弱 点 的 过 程 ， 我 希 望 有 更 好 的 办 法 来 处 理 。 我 们 都 希 望 成 为 更 好 的 程 序 员 ， 开 发 出 更 好 的 产 品 ， 把 工 作 做 得 更 好 ， 但 是 事 实 归 结 为 去 训 练 数 十 个 人 按 一 致 的 风 格 做 事 情 。 组 内 成 员 有 进 有 出 ， 不 断 更 迭 ， 新 人 进 来 ， 看 着 代 码 库 ， 不 了 解 惯 例 规 则 。 有 更 好 ， 也 有 更 坏 的 方 式 做 事 情 ， 不 过 这 真 的 很 难 衡 量 。 这 些 是 我 正 在 花 更 多 的 时 间 关 注 的 事 。 我 阅 读 了 N A S A 的 软 件 工 程 报 告 ， 在 大 量 资 料 中 并 没 有 找 到 任 何 有 价 值 的 东 西 。 真 正 有 价 值 的 是 自 动 化 — — 无 需 人 工 参 与 ， 自 动 评 估 。 我 觉 得 那 才 是 越 来 越 大 的 项 目 的 最 终 归 宿 。 现 在 我 们 开 发 的 一 些 项 目 代 码 量 非 常 惊 人 。 回 头 看 看 N A S A 的 报 告 ， 他 们 认 为 3 ， 4 百 万 行 代 码 是 大 项 目 。 现 在 我 们 的 游 戏 引 擎 的 代 码 量 远 远 超 过 那 个 数 字 。 这 样 来 评 估 游 戏 引 擎 很 有 意 思 ， 它 比 送 人 类 到 月 球 上 并 返 回 ， 控 制 宇 宙 飞 船 ， 操 作 太 空 舱 ， 维 护 空 间 站 还 要 更 复 杂 ， 所 有 这 些 巨 型 项 目 都 没 有 市 面 上 的 任 何 主 要 游 戏 引 擎 复 杂 。 我 的 答 案 并 非 到 此 为 止 。 使 用 N A S A 风 格 的 开 发 流 程 ， 他 们 能 够 交 付 B u g 率 非 常 低 的 产 品 ， 但 这 建 立 在 极 低 的 生 产 力 基 础 上 。 你 能 够 做 的 一 件 事 情 是 ， 分 析 成 本 / 收 益 比 值 ， 你 会 说 自 己 能 开 发 出 很 棒 的 产 品 ， 但 推 出 实 在 是 太 晚 了 。 或 者 我 们 可 以 做 得 很 快 ， 领 先 市 场 ， 不 过 可 能 做 得 不 大 精 细 ， 不 过 我 们 会 让 一 些 很 酷 的 功 能 尽 快 推 出 。 这 是 一 个 典 型 的 例 子 ， 合 适 的 工 具 ， 处 理 合 适 的 任 务 。 现 实 中 发 生 的 是 ， 你 会 很 快 推 出 很 酷 的 产 品 ， 但 会 在 多 年 内 忍 受 它 的 折 磨 ( 译 者 注 ， 猜 测 是 指 维 护 产 品 ) 。 而 在 这 方 面 我 觉 得 我 们 做 的 不 是 很 好 。 我 们 知 道 有 些 代 码 将 会 维 护 十 年 ， 我 告 诉 同 事 这 是 个 好 机 会 — — 你 写 的 代 码 ， 并 未 与 特 定 的 游 戏 强 相 关 ， 或 许 会 活 跃 1 0 年 ， 会 有 数 以 百 计 的 程 序 员 阅 读 、 参 考 、 调 用 它 ， 责 任 重 大 。 在 软 件 的 A P I 设 计 层 有 很 多 问 题 ， 找 出 它 们 是 项 艺 术 ， 需 要 技 艺 精 湛 的 工 匠 。 我 希 望 以 后 能 够 有 更
来 源 ： C S D N 原 文 ： h t t p s : / / b l o g s . u w . e d u / a j k o / 2 0 1 2 / 0 8 / 2 2 / j o h n - c a r m a c k - d i s c u s s e s - t h e - a r t - a n d - s c i e n c e - o f - s o f t w a r e - e n g i n e e r i n g / 作 者 ：   J o h n   C a r m a c k 译 文 ： h t t p : / / g e e k . c s d n . n e t / n e w s / d e t a i l / 3 9 6 1 6 译 者 ：   李 荣 多 关 于 软 件 工 程 艺 术 的 内 容 与 大 家 分 享 ， 我 正 投 入 很 多 精 力 钻 研 其 中 。 阅 读 原 文
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