Искусство программирования для Unix

Scheme-программу экземпляру GIMP и возвращает завершенное изображение.

11.7. Применение Unix-моделей проектирования интерфейсов

Для того чтобы облегчить написание сценариев и создание конвейеров, разумно выбрать простейшую из возможных моделей интерфейса, т.е. модель с минимальным числом каналов к окружению и наименьшей интерактивностью.

При описании многих однокомпонентных моделей подчеркивалось, что соответствующая программа после запуска не требует взаимодействия с пользователем. Если ожидается, что 'пользователем' часто будет другая программа (которой, естественно, не достает гибкости человеческого мозга), то это является очень ценной особенностью, максимальной увеличивающей возможность использования программы в сценариях.

Выше уже говорилось, что в различных моделях оптимизированы характеристики, ценные в различных обстоятельствах. В частности, существует жесткое и давнее противоречие между GUI- интерфейсами, а также моделями, подходящими для начинающих и нетехнических конечных пользователей (с одной стороны), и интерфейсами, которые обслуживают опытных пользователей и максимально расширяют возможности использования программ в сценариях (с другой стороны).

Один из способов обойти эту дилемму заключается в создании программ с различными режимами, представляющими несколько моделей. В данном случае замечательным примером является Web- браузер lynx(1). Обычно lynx имеет rogue-подобный интерфейс для интерактивного использования, но может быть вызван с параметром -dump, превращающим его в программу-источник, форматирующую указанную Web-страницу в текст, который распечатывается на стандартный вывод.

Однако подобные двухрежимные интерфейсы обычно не применяются, когда программа должна иметь действительно графический пользовательский интерфейс. Причины этого частично являются историческими, но главная причина — необходимость управлять глобальной сложностью. GUI-интерфейсы склонны требовать сложной начальной конфигурации и большого количества специализированного кода. Наличие данных особенностей в более простых моделях небезопасно. В худшем случае двухрежимная программа (работающая как с GUI-интерфейсом, так и без него) может потребовать двух отдельных циклов интерпретации команд, а также выполнения других условий, подразумевающих распухание кода и потенциальную несовместимость.

Таким образом, когда выбор 'простейшей модели' противоречит созданию GUI-интерфейса, Unix- способом будет разделение программы на две части согласно модели 'разделение ядра и интерфейса'.

В сущности, комбинируя идею из главы 7 с описанной выше, можно определить новую модель проектирования, возникшую в Linux и других современных Unix-системах с открытым исходным кодом. В этой модели GUI-интерфейсы являются не просто вынужденными дополнениями, а определяют перспективное направление для приложения усилий многих разработчиков.

11.7.1. Модель многопараметрических программ

Многопараметрическая (polyvalent) программа обладает рядом характерных особенностей.

1. Прикладная логика программы находится в библиотеке с документированным API-интерфейсом, который может быть связан с другими программами. Интерфейсная логика программы для связи с внешним миром представляет собой тонкий уровень над библиотекой. Или, возможно, существует несколько уровней с различными стилями пользовательского интерфейса, к любому из которых можно подключить данную библиотеку.

2. Одним из режимов пользовательского интерфейса является модель 'заклинания', модель компилятора' или CLI-модель', в которой интерактивные команды выполняются в режиме пакетной обработки.

3. Одним из режимов пользовательского интерфейса является GUI-интерфейс, либо связанный непосредственно с основной библиотекой, либо функционирующий как отдельный процесс, управляющий CLI-интерфейсом.

4. Одним из режимов пользовательского интерфейса является интерфейс сценариев, использующий один из современных универсальных языков сценариев, например Perl, Python или Tcl.

5. Не обязательное дополнение: одним из режимов пользовательского интерфейса является rogue- подобный интерфейс, в котором используется библиотека curses(3).

В наибольшей степени данной модели в настоящее время соответствует пакет GIMP.

11.8. Использование Web-браузера в качестве универсального клиента

Отделение CLI-сервера от GUI-интерфейса стало особенно привлекательной стратегией после того, как в середине 1990-х годов технология World Wide Web преобразила мир компьютерных вычислений. Для большого класса приложений возрастает смысл вообще не писать нестандартные GUI-клиенты, а вместо этого в данной роли использовать Web-браузеры.

Такой подход имеет целый ряд преимуществ. Наиболее очевидным является то, что разработчику не требуется писать процедурный GUI-код. Вместо этого можно описать желаемый GUI-интерфейс на специально предназначенных для этого языках (HTML и JavaScript). Это позволяет избежать большого количества дорогого и сложного одноцелевого кодирования и часто более чем вдвое сокращает общие усилия по проекту. Другое преимущество заключается в том, что разрабатываемое приложение немедленно становится готовым для использования в Internet. Клиент может быть расположен на том же узле, что и сервер, или находиться за тысячи километров от него. Также преимуществом является то, что все второстепенные детали представления приложения (такие как шрифты и цвет) более не являются задачей сервера, и пользователи действительно смогут выбирать их по своему усмотрению с помощью таких механизмов, как настройки браузера и каскадные таблицы стилей. Наконец, единообразные элементы Web-интерфейса существенно облегчают пользователям задачу изучения.

Данный подход имеет и недостатки. Два наиболее важных из них: (а) пакетный стиль взаимодействия, навязанный Web-средой, и (b) сложности управления постоянными сеансами при использовании протокола без фиксации состояния. Хотя указанные недостатки не являются исключительно проблемами Unix, их следует рассмотреть здесь, поскольку на уровне конструкции весьма важно четко определить, когда стоит принять или обработать данные ограничения.

Рис. 11.4. Связи вызывающих и вызываемых программ в многопараметрической программе

Интерфейс общего шлюза (Common Gateway Interface — CGI), посредством которого браузер может вызывать программы на серверном узле, не вполне поддерживает интерактивность на уровне мелких модулей. Не поддерживают ее и шаблонные системы, серверы приложений и встроенные серверные сценарии, которые постепенно заменяют CGI (слегка злоупотребляя данным понятием, автор далее в настоящем разделе использует аббревиатуру CGI для обозначения всех указанных технологий).

Через CGI-шлюз невозможно осуществлять посимвольный или пожестовый ввод-вывод в GUI. Вместо этого необходимо заполнить HTML-форму и нажать кнопку 'отправить', после чего содержимое формы будет отослано CGI-сценарию, который затем обработает данные, а сервер передаст обратно клиенту