מאמרים בנושא ‏תכנה חופשית‏.

הרהורים על Java... או זה לא מגניב, אבל זה עובד

ב־יום שישי, 5 באוקטובר 2012, מאת ארתיום; פורסם תחת: תכנה חופשית, פיתוח, תכנה ומחשבים, Java; ‏8 תגובות

לאחרונה יצא לכתוב מעט ב־Java, אחד מהם היה תוסף ל־ImageJ‏ כחלק מהעבדת התזה שלי, במקרה השני כתבתי יישום GUI קטן שהייתי צריך אפשרות להריץ אותו במספר פלטפורמות בצורה פשוטה.

התחושה העיקרית שקיבלתי מהשפה:

בעוד 50 שנה ימשיכו לתחזק ולכתוב קוד שכתוב בה

אולי למשפט הזה יש קונוטציה שלילית, אבל למעשה אני מתכוון לזה במובן הטוב ביותר, זאת השפה, סליחה אני אתקן, זאת פלטפורמה, שבנויה לשרוד שנים. זאת לא טכנולוגיה מגניבה שקמה שלשום, התפתחה לכיוונים שונים ומשונים, אלא סביבה מסודרת, מתוכננת היטב וגם היא מכילה "אי־נוחויות" הן לא מספיק קריטיות. עכשיו אני אפרט.

הסדר פשוט מובנה בשפה בצורה שלפעמים "מציקה" אבל מצד שני מאוד מקלה עליך. החל משמות הקבצים ומחלקות, צורה של הגדרת מתודות, התיעוד (JavaDoc) הסטנדרטי, הספציפיקציות המדויקות (ללא Undefined Behaviour). בקוד Java קל התמצא, קל לקרוא, קל לכתוב.

ניהול החריגות שחלק מהאנשים לא אוהבים ב־Java פשוט עושה סדר. אם צריך לטפל במשהו אתה לא תשכח. הן חלק מהחוזה שלך עם המתודה. לפעמים זה מציק (מה לעזאזל אתה צריך להתייחס ל־IOException כשאני יודע שיש קובץ וזה לא מעניין אותי כרגע), אבל בפועל זה גורם לך לכתוב בצורה הרבה יותר מסודרת.

פשוטות: אין בה תכונות מגניבות, אתה לא יכול לכתוב בשורה אחת חישוב מסובך כמו ב־Matlab, אתה לא תוכל לכתוב בשלוש שורות פונקציה מגניבה שתעשה משהו יפה, מצד שני, אתה יודע בדיוק מה קורה, ההתנהגות היא ברורה וקל להבין מה קורה.

עושר ה־API:‏ אני חשוב שזה אחד הצדים חזקים ביותר של השפה: GUI,‏ Unicode, ‏ Web, מתמטיקה, רשת, I/O ועוד אלף ואחד דברים וכל זה מובנה, עובד, ותואם לאחור. אתה יכול כתוב יישומים ענקיים בלי להזדקק לספריית צד ג'. אתה רוצה לשלוח חללית למאדים: תייבא org.marse ו־org.nasa.spaceship ותקרא למתודה "lunch".

הפצת תכנה: הקלות בה יכולתי לכתוב תוסף ל־ImageJ ולחבר אותו הייתה פשוט מעולה - אתה מוריד Class וזה "פשוט עובד". נכון, אם לוקחים תכנות כמו GIMP גם להם קל לכתוב תוסף ב־Python, אבל אתה לא תוכל תכתוב שום דבר רציני שדורש חישוב אמתי בו, לעומת זאת ב־Java המהירות קרובה הרבה יותר למהירות קוד ה־C או C++‎.

בדיוק בעזרת שפה (סליחה פלטפורמה) עם התכונות האלה אתה בונה מערכות שתשרודנה שנים על גבי שנים ותוכל תחזק אותם בקלות לאורך הזמן. בקיצור, זאת פלטפורמה מאוד לא מגניבה, אבל, אולי דווקא בגלל זה, היא תשרוד עוד שנים רבות.


שורה תחתונה, אני מאוד נהניתי לעבוד ב־Java.

Comet בצורה שפויה

ב־יום ראשון, 12 באוגוסט 2012, מאת ארתיום; פורסם תחת: תכנה חופשית, פיתוח, תכנה ומחשבים, CppCMS; ‏0 תגובות

‏ HTML5 ו־Comet

היום HTML5 מציע שני כלים עיקריים ליישומי ‏Comet‏:

מבחינה טכנית, WebSockets ‏(WS) מייצרים קשר דו־כיווני מלא ומאפשרים הן לשרת והן לקוח לשלוח הודעות בזמן אמת - בלי לפתוח קשרים נוספים. לעומת זאת Server-Sent Events‏ (SSE) זהו קשר חד־כיווני, בו השרת הוא זה ששולח אירועים ללקוח ואם הלקוח צריך לשלוח משהו לשרת, הוא משתשמש בכלי Ajax נוכחיים כמו XMLHttpRequest‏ (XHR).

למען האמת, עד עכשיו יצא לי לעקוב אחרי התפתחות של WS. הפרוטוקול החליף מספר גרסאות, הדפדפנים שינו את המימושים בהתאם עד שהפרוטוקול התייצב. כיום התמיכה ב־WS קיימת ברוב הדפדפנים עדכניים ואמורה להיכנס גם ל־IE10. לעומת זאת, כל הנושא של SSE חלף על פניי ולא שמתי עליו לב.

כיוון שאני מעסק בצד השרת בעיקר, הכנסתי את נושא ה־WS לתכנית העבודה שלי. אבל עדיין לא הצלחתי להגיע אליו; ולא במקרה.

למרות העתיד ה"זוהר" של WS, המימוש הוא לא פשוט. לא מדובר כאן בבעיה טכנית, הרי תמיכה ב־Comet כבר קיימת ועובדת יפה, הבעיה היא בעיה מהותית: כדי לממש WS צריך לשנות פרוטוקול HTTP. ברגע ש"לחיצה היד" של WS נגמרת, לא מדובר עוד ב־HTTP, אלא בפרוטוקול שונה לחלוטין.

לכן, הכלים ופרוטוקולים שבעזרתם יישומים מתקשרים עם שרתי Web, לא מתאימים. למשל, אי אפשר להעביר תקשורת של WS מעל FastCGI, SCGI או CGI. גם אם היישום שלך עובד ב־HTTP, לא כל שרת web ידע להתמודד עם הבעיה: החלפת ה־HTTP בפרוטוקול חלופי.

לכן, אפילו ש־WS, זאת טכנולוגיה מבטיחה, היא עדיין רחוקה מהבשלות האמתית.

לעומת זאת, SSE, שנדחקו הצדה, לא סובלים מהבעיות האלה!

  • SSE לא משנים את פרוטוקול ה־HTTP, לכן, אין בעיות שימוש בתשתיות הקיימות.
  • הביצועים של SSE לא נופלים על אלה של WS.
  • SSE הרבה יותר קלים לתפעול:

    • מכילים מנגנון סנכרון אוטומטי, במקרה של התנתקות
    • מאפשרים לשלוח אירועים שונים ברמת JavaScript בלי שכבות נוספות
    • ניתן לסגת בקלות ל־Long Polling עם XHR פשוט במקרה שהדפדפן לא תומך ב־SSE.

החיסרון היחידי של SSE לעומת WS: לא ניתן לשלוח הודעות באותו הקשר לשרת. אלא לכל הודעה לשרת צריך לשלוח XHR משלו. אבל? SSE מכסה את הרוב המקרים של שימוש ב־Comet!

המימוש? קיים ב־Firefox,‏ Opera‏, Chrome‏, Safari ואמור להיכנס ל־IE10

אז איך זה עובד

בואו נדגים אפליקציה שמציגה את מחיר המניה העדכני ביותר בדפדפן:

בצד הלקוח, אנחנו נכתוב את הקוד הפשוט הבא:

function read_data() {
    var stream = new EventSource('/ticker/get');
    stream.onmessage = function(e){
        document.getElementById('price').innerHTML=e.data;
    };

    stream.onerror = function(e){
        console.log(e);
    };
}

read_data();

אנחנו פותחים EventSource ועל כל אירוע שמכיל מידע אנחנו מעדכנים שדה html עם המחיר העדכני ביותר.

בצד השרת הנושא שקצת יותר מורכב כי אנחנו צריכים לנהל מספר קשרים:

כשנכנס קשר חדש, אנחנו מכינים אותו - מגדירים את ה-Content-Type כ־text/event-stream, מבטלים caching בדרך.

לוקחים את ה־id של הערך הידוע האחרון, זה יאפשר לנו לדעת אם הלקוח התנתק אז אם הוא יודע את המחיר העדכני ביותר או לא. אם הערך שונה מהערך הנוכחי, אנחנו שולחים עדכון, אחרת מכניסית אותו ל"רשימת המתנה" - כל הלקוחות הממתינים לעדכון.

void main(std::string /*url*/)
{
    response().set_content_header("text/event-stream");
    response().set_header("Cache-Control", "no-cache");

    auto last_id = atoi(request().cgetenv("HTTP_LAST_EVENT_ID"));

    auto context=release_context();

    if(last_id != counter_) {
        async_send(context);
    }
    else
        waiters_.insert(context);
}

כיצד אנחנו שולחים עדכונים:

התוכן מורכב מה־id - של המחיר - מנגנון הסנכרון שלנו והתוכן - המחיר עצמו.

void async_send(booster::shared_ptr<cppcms::http::context> waiter)
{
    waiter->response().out() <<
        "id:" <<  counter_ <<"\n"
        "data:" << price_ << "\n"
        "\n";

אחר כך אנחנו מגדירים completion-handler שיבדוק אם פעולה הצליח (אם לא אז קשר נסגר אין מה לעשות) ואם כן, ואין עדכונים נוספים ומכניסים אותו לרשימת ההמתנה.

    waiter->async_flush_output([=,counter_](cppcms::http::context::completion_type status){
        if(status!=0)
            return;
        if(counter_ != this->counter_) {
            this->async_send(waiter);
        }
        else {
            this->waiters_.insert(waiter);
        }
    });

}

עכשיו נכתוב פונקציה קטנה שמאפשרת לנו לעדכן את אלו שממתינים למחיר חדש:

void update_price(double new_one)
{
    counter_++;
    price_ = new_one;
    for(auto waiter : waiters_) {
        async_send(waiter);
    }
    waiters_.clear();
}

נעדכן מונה כדי לסמן מחיר חדש, נעבור על הרשימה ונשלח מחיר מעודכן לכולם. מנגנון פשוט שניתן לממש עם כלים פשוטים (במידה והתשתית שלך תומכת ב־Comet).

ניתן למצוא כאן את הקוד המלא.

חיבור לשרת

כדי שהמנגנון הזה יעבוד צריך לוודא ששרת ה־Web ישלח את התוכן באופן מידי ולא ישמור אותו בזיכרון (בציפייה שעוד מידע יגיע).

  • Lighttpd עושה את זה בלי בעיה ב־FastCGI,‏ SCGI ו־HTTP כברירת מחדל.
  • Apache עושה את זה כברירת מחדל ב־SCGI ו־HTTP אבל ב־FastCGI דרושה אופציה ‎-flush ואז הכל תקין.

לעומת זאת, "Nginx המהולל" עושה בעיות. בפרוטוקולים SCGI ו־HTTP ניתן לבטל buffering עם אופציה http_buffering off או scgi_buffering off אבל ב־FastCGI, שהוא הפרוטוקול הכי נפוץ בעבודה עם שרת Web אופציה כזו לא קיימת! כרגיל, Nginx מפתיע... (או שלא).

אז כרגיל, עוד סיבה טובה לא להשתמש ב־Nginx. אז אני אחזור את הטענה שלי: Nginx, תודה לא, Lighttpd‏.

מצגת מאוגוסט פינגווין 2012

ב־יום שבת, 11 באוגוסט 2012, מאת ארתיום; פורסם תחת: תכנה חופשית, תכנה ומחשבים, CppCMS; ‏2 תגובות

המצגת של ההרצאה שלי באוגוסט פינגווין 2012 על CppCMS נמצאת כאן

גרסת ‏ODF‏, גרסת ‏PDF‏

רישיון: ייחוס-שיתוף זהה 1.0 ישראל של Creative Commons‏

כשעפים על מספר מעבדים

ב־יום רביעי, 8 באוגוסט 2012, מאת ארתיום; פורסם תחת: תכנה חופשית, תכנה ומחשבים, C++‎‏; ‏4 תגובות

לפני כמה ימים קיבלתי דיווח, שתוכנה פשוטה שעובדת עם CppCMS עפה ב־FreeBSD כשיוצרים עומס. קיבלתי trace של המחסנית, שהיה נראה חשוד ומוזר. ניסיתי לשחזר... הכל היה תקין.

אז הופנית לדיווח על באג ישן וסגור שנראה כשתי טיפות מים דומה לתעופה הזו. אז הבנתי שבכל זאת מדובר במשהו אמתי. פתחתי VirtualBox, הורדתי image של FreeBSD 9.0/64bit ותוך עשר דקות התחלתי לנסות שוב. ללא הועיל. ואז קיבלתי תוכנה שלדוגמה (טריביאלית לחלוטין) שבאמת עפה!

מעמיסים עליה כמה אלפי פניות ומידי פעם אני מקבל תעופה בפניה לאובייקט std::locale - האובייקט שמחזיק מידע על לוקל המערכת ובפרט הקידוד שלה (כדי להוסיף ל־content-type).

צללתי פנימה והתחלתי לחפור - זה היה נראה כמו באג שקשור ל־threading, ניסיתי גרסאות קומפיילר שונות ואופציות שונות - תעופה היה קבועה וברורה.

עכשיו קצת רקע: אובייקט הלוקל הוא אובייקט מאוד יעיל שמנהל הכל עם reference-counting - כך שבפועל קיים אובייקט יחיד ששומר את המידע - אז התחלתי לעקוב אחריו וגיליתי שאם יוצרים עומס על המערכת, האובייקט לא נמחק - או נמחק מוקדם מידי ומיד אחריו באה התעופה.

פה נדלקה לי מנורה אדומה - משהו לא בסדר ב־reference-counting, קרי הוא לא מתבצע בצורה אטומית. הכנתי תוכנית לבדיקה שהעתיקה את האובייקט מיליוני פעמים ממספר חוטים - הכל תקין.

נכנסתי עוד יותר פנימה והתחלתי להדפיס את המונה (שהוצאתי בדרך לא דרך כי הוא private) ואכן - הוא ממש לא יציב, הולך וגדל עם הזמן - קרי, קיבלתי אמות - יש בעיה במונה!

המשכתי לחפור עוד יותר לעומק והגעתי לקוד שמבצע את עדכון המונה ב־‎libstdc++‎:

if (__gthread_active_p())
  __atomic_add(__mem, __val);
else
  __atomic_add_single(__mem, __val);

כאשר המטרה של הקוד היא - אם אנחנו רצים מחוט אחד - אז אפשר לבצע חיבור פשוט וזול, אחרת מנהלים עדכון מונה בצורה אטומית - נכנסתי עם gdb בקוד לדוגמה וגיליתי:

  • אם אני לא עושה קישור עם libpthread - הוא תמיד מריץ קוד עבור מערכת עם חוט יחיד.
  • אחרת תמיד מבצע פעולה אטומית.

מה הבעיה? הספרייה שלי קשורה ישירות ב־libpthread, אבל התכנה הראשית לא! בלינוקס זה לא מפריע אבל ב־FreeBSD זה לא עובד!

אז הוספתי דגלון ‎-lpthread‎ לתכנה הראשית והבעיה נפתרה ב־100% - המונה הפך ליציב ומתאפס מתי שצריך.

כנראה צריך ללכת לחברה ב־FreeBSD או ב־GCC ולפתוח באג: אם התכנה הראשית לא צריכה להפעיל חוטים באופן ישיר זה לא אומר שהספריות לא עובדות עם החוטים!

זה גם הסביר לי מדוע אותו באג שנסגר בגלל שלא היה ניתן לשחזר אותו, לא השתחזר - כי הבעיה נפתרה כנראה במקרה ע"י קישור ל־libpthread.

כך או אחרת, שמחתי שמצאתי את הבעיה, אפילו שהוא ממש לא הבעיה של ה־framework.

כיצד לא לעשות יוניקוד

ב־יום ראשון, 29 באפריל 2012, מאת ארתיום; פורסם תחת: תכנה חופשית, פיתוח, תכנה ומחשבים, C++‎‏, Unicode; ‏0 תגובות

הסיפורו של הניסיון להדפיס "שלום" במספר שפות במסוף של חלונות.

http://blog.cppcms.com/post/105

העמוד הבא

העמוד הבא

דפים

נושאים