IT外企那点儿事(5)：像系统一样升级

进行完入职培训，便开启了你在外企中的程序人生了，需要说明的是，此文章不仅限外企。

如果待足够长的时间，你将从程序员，高级程序员，team lead，一直到manager，甚至director。

我们姑且宏观审视一下此过程，然后再品味一个个细节。

然而审视的过程猛然发现，所谓程序员就是把自己作为程序的人。

《道德经》第四十二章：道生一，一生二，二生三，三生万物。

此句大概说明的是宇宙万物发展变化的过程，而道则为宇宙万物运行的规律。

万事万物都有自身的规律，万有引力是规律，相对论是规律，而天天陪伴在我们程序员身边的算法，操作系统，计算机组成等，也可以看成大自然众多规律中的一小部分，也只有掌握好这些规律，我们才能掌控好计算机的运行。

系统的开发，程序员的升级又何尝不是经历了这样一个过程呢？

一、认识规律：道

做一个系统，首先要掌握此项目所需要的技术，如果相关技术没有使用过，则此项技术就是一门尚未认知的规律。在项目开始之前，必须要系统性的认知相关的技术，否则面临较大的风险。

做一个程序员，首先要掌握计算机方面的知识，对知识的掌握，同样需要系统性，否则职业生涯也会面临很大的困难。

系统性在此阶段至关重要。

如果在项目中，对相关的技术没有系统性的认识，则会造成以下后果：

• 设计出的系统不具有扩展性
• 应用了笨拙的方式设计程序
• 出现Bug时无所适从

不知道大家是否参加过这样的项目开发过程，由于时间紧任务重，项目组在没有一个人系统了解某项技术的时候就进行了开发，大家只好从网上下载一些Sample code来通过复制粘贴来拼凑程序，甚至连每一项配置或每一行代码都没搞清楚，就照猫画虎的拿过来用了，这样不但到了后期，系统几乎没有任何扩展性，并且任何不同于Sample code的灵活的改动都是一件十分痛苦的事情，项目组就像眉头苍蝇一样四处乱改乱闯，但并不清楚每一次改动的真正后果，这样要进行大量的尝试和返工，最后整的整个项目组很累，还没有效果，这个过程我称之为“盲试”，也即在不明白原理的情况下靠反复的体力劳动，逐一遍历所有自己认为可能的修改。

“盲试”是初入职场的程序员经常犯的错误，初入职场，信心百倍，情绪高涨，急于出成果是多数时候的心态，当一个任务下达到手中的时候，并不是系统的阅读文档，进行方案评估以及框架设计(这些其实都是磨刀不误砍柴工的事情)，而是急着上手来做，可能在项目的早期，能够很快的出效果，但是随着项目的进行，维护成本越来越大，经常加班，而效果甚微。而对有经验的程序员来讲，前期进行了良好的设计，后期添加模块，需求的灵活变动是相对轻松的事情。

其实也可以理解这种状况的出现，毕竟老板都是心狠手辣的，才不会给你那么多事件做调研，程序员总是有一种被皮鞭赶着走的感觉，从而根本无法系统性的掌握技术和框架设计。这也是面试了很多程序员，每每都号称做过A,B,C项目，分别应用了a,b,c的技术，然而往深入问的时候发现，他们对技术a,b,c的了解也就仅限于A,B,C项目中，对其他一无所知了。

没有系统性的认识技术，则可能写出很多笨拙的程序，丑陋的实现。因为你只知其一，不知其二，只知其然，不知其所以然，本来人家框架中有高效的现成的技术实现这一方面的功能，你不知道，于是根据自己了解的片面技术勉强拼凑成功能，自然也实现了效果，然而当自己开始看这方面的经典书籍的时候，不禁感慨：“咳，原来能够很简单搞定的，当时竟然笨笨的写N多的代码。”

没有系统性的认识技术，出现Bug的时候比添加新模块更痛苦，因为不明白原理，所以只能从表面现象去猜，然后又是进行“盲试”的过程。

因而对技术的系统性认识，实在是不但对项目负责，更是对自己负责的一件事情。如果老板是技术型的，在估计项目时间的时候，应该劝说其将这方面考虑进去，如果老板是非技术型的，则程序员也应该自己留下缓冲时间。不然你辛辛苦苦白天八小时给老板了，晚上再加班几个小时又给老板了，你自己如何进步呢？

如果对于程序员，对计算机方面的技术没有系统性的认识，同样存在上述的问题。

你的职业生涯同样没有扩展性。如果不能够系统的掌握算法，数据结构，操作系统，计算机网络，计算机组成等基础知识，在程序员的初期可能不明显，随便培训培训也能写出不错的程序，然而当转换方向或者平台的时候，会面临很大的痛苦。而我们能够看到的身边的优秀程序员们，无论让他们做C,C++还是Java，无论是linux还是windows，他们都能够很快的上手，是因为基础好的缘故。

项目和程序员认识规律的方式，其实也无非读书，文档，及原型开发(对于程序员来说，实习阶段相当于Prototyping)。

总结：项目或程序员的第一阶段：悟道，关键词：“系统性”

二、道生一

当掌握了项目相关的道，也即技术的时候，就要真正的进入项目开发了。

当前的项目，仍然由一个进程组成的系统比较少了，由于数据量的增大，基本都会开发多节点的分布式系统，然而再复杂的系统，也基本是从单节点系统开始做的，也即所谓道生一的过程。

当掌握了计算机相关技术的时候，你就可以成为一个真正的程序员了。当然不可能让你一开始就管理一个项目组，此时唯一要管理好的，是你自己。

开放性和扎实性是此阶段的重中之重。

对于项目来讲，一个好的单节点系统，所谓开放，就是即便设计单节点的系统，也要站在设计多节点的系统的角度来考虑，使做出来的系统更加容易被扩展成多节点的系统。所谓扎实，就是单节点系统要麻雀虽小，五脏俱全，扎扎实实的实现大部分功能，并有相当量的测试用例来保证功能的正确。

否则会造成以下后果：

• 当做多节点系统时候，发现单节点系统需要大量修改，甚至等于白做，重新开始。
• 单节点不稳定，以至于多节点时Bug丛生，但不知道是因为错误出在多节点实现部分，还是单节点部分，较难定位。
• 没有足够的测试用例，当为了多节点进行修改的时候，不能保证的功能实现仍然行为正确。

假设做一个100个节点的项目，要100天时间的话，并非每个节点要1天的时间，而是第一个节点就需要30天的时间，当第一个节点做好之后，扩展后面是很自然的事情，然而如果第一个节点做不好，每天都做一个节点，每天都把昨天做的设计推翻然后重做，怕是100天也完不成100个节点。这个例子比较极端，然而在我们周围没有发生过吗？

对于程序员来讲，做一个好的螺丝钉，同样需要开放和扎实。

所谓开放，就是我们虽然仅仅是最最低级的员工，可能整个系统的架构根本轮不到我们，但是这并不表明我们只盯着自己的一亩三分地，完成功能了事，而是要经常站在整个项目的角度考虑问题。不想当将军的士兵不是好士兵，建议做一下几件事情：

• 在项目的各种会议上，经常站在项目经理和架构师的角度考虑问题，要是自己会如何设计，前辈们为何这样设计，然后多问前辈问题。虽然最初的想法比较幼稚，但可以不说出来，但是长时间这样思考，会发现自己的设计水平会突飞猛进的，慢慢的，你会发现你能够在会议中给出一些建议，然后你会发现能够发现前辈设计中的一些缺陷，然后你会发现你能够对当前的设计提供恰当的改进方案，终于有一天你发现你不再是一个单节点的普通程序员了。
• 除了完成自己的功能外，多看一看前辈们实现过的代码，用自己的方式手绘一些他们的架构图，记下不太明白的部分及觉得很优秀可以借鉴的部分。
• 尝试在自己的模块中(可能最初是很小很小的模块)尝试使用学到架构。
• 可以重读或新读一些经典书籍，争取能够用业界内公认的理论来解释自己接触到的设计及架构，使得从感性认识上升到理性认识。比如原来前辈们写这些类，用的是这种设计模式，它还有以下的优点和缺点，适合设计怎么样的系统。这样不但有利于我们在以后的项目中恰当的使用已掌握的设计，而且也有利于向他人准确的描述项目。试想在面试中，一个专业术语要比杂七杂八的列一大筐类更显水平吧。
• 可以在餐桌上，向自己的同学，朋友描述一下学到的架构，让你的朋友往细节里问，不确定的回去再下功夫，争取做到虽然你只是项目中的一个螺丝钉，但是好像你从头到尾设计了这个系统一样。

这里要提醒一下大家，并不是所有的上司都喜欢要当将军的士兵和老问问题的员工，适当把握火候吧。

所谓扎实，就是指对接触到的知识，都应该根据实践，结合理论，由点到面的掌握。在这个阶段，信息量是很大，要学的东西很多，往往对各种技术都接触一下，又对各种技术都浅尝辄止，最后形成样样通，样样松的局面，阻碍了自己的发展。面试的时候也经常发现一些应试者，掌握的东西仅仅局限于他做过的那个点上，相关知识的掌握非常弱，这自然会影响他从一个单节点程序员向多节点发展。因而每当在项目中接触到一方面的东西，除了上班完成项目外，下班后多看一些有关此方面的书，博客等，使得从知识点变成知识面，知其然，还要知其所以然，并了解存在的问题。当白天在MFC中拖完控件后，总应该读一些《深入浅出MFC》来了解其机制，读一下《windows核心编程》了解一下windows API及一些原理，最好读一下《windows internals》了解一下原理背后的故事，不然面试的时候如何向别人开口做过windows下的程序设计呢？总不能够创建过socket对象就声称会socket编程吧，至少看一下《UNIX Network Programming》。用过NFS怎么不把linux的filesystem的机制了解一下呢？

当然这样是很累很费时间的，然而刚毕业的我们，没有经验，没有人脉，没有资金，有的不就是时间吗？

珍惜刚毕业的这几年多多打实一下基础，等年纪大了，精力没这么旺盛了，很多事情要照顾了，还要靠这时候的老本啊。

总结：项目或程序员的第二阶段：道生一，关键词：“开放性”“扎实性”

三、一生二

对于项目来讲，当单节点系统足够稳定的时候，是应该向client/server或者master/slave结果扩展的时候了，也即一生二的过程。

对于程序员来讲，当你已经足够胜任个人工作的时候，是可以带一个实习生或者初级程序员了。

此步的关键即"communication"，沟通。

对于系统来讲，主要考虑的应该是节点之间如何通信，如何协作，采取何种协议。

• 通信可以是面向连接的，也可以是不面向连接的。可以是同步的，也可以是异步的。
• 通信是分层次的，不同的情况应用不同层次的协议，heartbeat用何种协议，内部数据块传输用何种协议，发布成service向外提供服务用何种协议，都是应该考虑的。
• 数据的内部结构就想接口一样是要通过沟通商定的，便于解析又易于扩展，rpc? serialized object? xml? json? protocol buffer? 还是自己定义的格式？
• 对于要经常访问的客户端，连接池是必须的，每次建立连接是很耗时的
• 服务器端应该有对连接总数的限制，以及请求的分发，拥塞控制(并不一定是网络拥塞，而是某个阶段的处理相对较慢)
• 通信模块在项目中不应该是任何两个需要通信的模块都要开发的，而是应该作为基础性模块，经过大量的测试后达到稳定，使得需要应用通信模块的人员能够集中精力在本身的逻辑上，当模块间协作出现故障的时候，不用担心是通信模块传错了的问题。

对于程序员来讲，同样要考虑和实习生或初级程序员之间的通信协议问题。

有的代码自己觉得写的很清楚，但是让新手上手的时候，如何能够准确的描述你的思路，想法，设计，遇到的困难呢？如何根据对方的反馈确认对方真实了解了你所表达的信息呢？有很多有经验的程序员，由于天天面对着电脑而疏于和人的沟通，可能会一肚子能耐却说不出来，非常可惜；而对于新人，他的回馈是懂了可并不一定代表他真的懂了，也可能是不懂又不敢说。

• 重要的问题的沟通应该是同步的，也即面对面沟通，这样除了语言上的反馈，还能通过表情得到一定的反馈。任何问题都要事先划分为若干阶段，最好脑子中有张拓扑图，后一阶段的理解会依赖于前一阶段的理解，一股脑把所有的信息放在对方面前，任何人都会晕。每经历一个阶段，都要收集一次反馈，作为信息的发送方，可以通过事先准备一些关键点的问题来检测对方是否真正了解，作为接收方，可以通过"你的意思是说。。。"等以自己的方式重复对方的表达来进行反馈。
• 注意拥塞控制，每一次的讨论争取一个小时内完成，再长效果会下降，接受者感觉信息被塞了满满一脑子，没有头绪，难有清晰的思路了。
• 每次沟通都应该至少有会议记录和部分结论，不然讨论等于白讨论，否则会发生团队经常开会，但是总在讨论同样一些问题，感觉上好像每次都在头脑风暴，其实效率很差。
• 对于重要的结论应该是面向连接的，也即书面(邮件，文档，wiki)告知，并有书面回复(ok, I am following the bug XXX)。
• 可以建立一些连接池，也即沟通的特定上下文。经过一定时间的团队磨合，可以下意识的创造或达成共识的一些词汇来代替一定的上下文，可以提高沟通效率。比如"明天甲系统出report"，则程序员明白要有单元测试覆盖率报告，QA明白要有当前bug的报告，性能测试组应该有甲系统性能测试报告。
• 沟通也是分层次的，最容易犯的错误的无论针对谁，写的文档，发的邮件都是一样的。其实针对不同层次的人，应该提供的信息不同，对于本团队人员，原理，架构，设计，测试，每步怎么做，结果如何，具体数据都应该说明，而对于其他团队的人员，具体的数据和每步怎么做就不需要了，对于项目经理，仅仅说明原理，架构，结论就可以了，对于高层来视察工作，原理加结果就行了。这也是为什么一篇文档有abstract,  summary, overview, concepts, detail, appendix等等部分，其实是对不同的人员看的。

总结：项目或程序员的第三阶段：一生二，关键词：“沟通”

四、二生三

对于项目来讲，当Client/Server或者Master/Slave已经运行稳定，是应该开发一个Master多个Slave的时候了，即二生三的过程。

对于程序员来讲，当你能够很好的带一个实习生或者初级程序员的时候，是可以成为一个小的Team lead了。

此步的关键是load balance，平衡。

对于系统来讲，负载均衡最重要的是两个目的：

• 高可靠性：当一个服务器crash的时候，不至于影响对外提供服务。
• 高性能：多台服务器可以并行的做事情，提供服务，加快相应时间。

其实说到底，负载均衡采用的是Data partitioning(数据分块)或Data replication(数据复制)的方法。数据分块即按照某种策略，将某类请求全部指向某个服务器，比如说按照时间分块，例如邮件备份系统，可以将某个时间段的邮件全部放在一个服务器内，对这个时间段的查询全部指向此服务器；再比如按照地区分块，例如地图信息管理系统，将某个地区的数据全部放在一个服务器内。数据复制即将同样一部分数据复制多份，放在不同的服务器上，既保证高可靠性，又能将请求平均的分配给多个服务器，例如Google File system中将数据复制三份，大型网站的服务器也一般会将同一内容放在不同的服务器上。

对于程序员来讲，沟通同样重要，但是不再是局限于一对一的沟通了，不再是能把问题表达清楚就可以了，而是要在团队内部保持平衡。无论是工作压力，项目有趣程度，培训机会，成长机会都应该平衡。

也无非是两个目的：

• 高可靠性：项目不会因为一个人的生病，休假，离职而影响项目的进度。
• 高性能：整个团队的力量发挥出来，不至于一个人成为了瓶颈。

所采用的不过也是数据分块和数据复制的方式。

所谓数据分块，即不同的人负责不同的模块，比如一个负责前端，一个负责后端，或者一个负责开发，一个负责测试等，这能够带来高性能，因为每个人的专业化和经验会使得效率提高，但是同时带来的问题是高可靠性，如果转负责这个模块的人离开，换一个人将大大降低效率。工作压力也不能很好的平衡，往往一个系统的初期阶段，后端的开发十分忙，而前端相对较闲，而到了后期，前端开发非常忙，而后端已经稳定，因而较闲。况且，人不是机器，是有边际效应的，当负责一个模块时间一长，兴趣会大大降低，觉得没有成就感，成长也少了。因而数据复制的方式也是必要的，也即通过伙伴开发，Knowledge sharing，code review等方式，让不同模块的人之间相互了解对方的模块，从而带来高可靠性，也即一个人不在，其他的人可以较快的跟上，也可以在一个模块压力大的时候，其他人帮忙做一些辅助的东西，比如各种tool，测试用例，性能测试，甚至改一些优先级较低的bug，不仅平衡了工作压力，而且接触新的模块会使得员工有较大成长，也是工作更加有趣。

总结：项目或程序员的第四阶段：二生三，关键词：“平衡”

五、三生万物

如果道生一，一生二，二生三是质变的过程，则三生万物是量变的过程。

对于计算机系统来讲，如果一个master能够很好的平衡两三个slave，则可以很好的扩展到十个甚至百个，千个。但是原理是理想的，现实却是，当master管理的slave的数量达到一定的数目的时候，master就是一个瓶颈，master的高性能和高可靠性又成了问题，这时候可以用多个master进行数据复制从而负载平衡，也可以使得多个master每个管理一个group的slave，这时候就应该有master的master了，也即系统出现了分层。Hadoop的Multirack cluster就是这样的一棵树。

对于团队的管理也是同样的，每个人的直接管理精力在10个人左右，多于这些人，往往会有很多疏漏的地方，或者疲惫不堪，因而，当一个团队成长的一定的程度的时候，也是需要分层的。当团队增长的15至20人的时候，应该考虑从现有的人员中选出master，也即team lead或者至少是coordinator，使得组织也成为了一棵树装。

总结：项目或程序人生的第五阶段：三生万物，关键词：“分层”