成为技术老大技术管理篇5一技术演变史(I)

发表于:2018-5-04 10:13  作者:铁棍山药   来源:简书

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  我们通过观察技术演变的历史,了解哪些技术架构延续到今天,中间又有哪些变革,当时是为了解决什么问题,每种技术方案又有哪些不足,学习这些取舍的过程,对我们技术的提升非常有好处。技术的演进过程,其实就是一个不断封装复杂,简单化的过程。
  今天先来说说单机应用程序。在互联网普及之前,大部分的程序都是以安装包的方式,运行在个人的电脑上,文件存储也在放在PC本地。所以当时的程序的难点是怎么把界面做的足够好用和美观,我们可以注意到早期的技术框架都是封装界面渲染的,比如MFC、Delphy和VB的控件化。因为把界面做好这个事的确挺麻烦。
  在了解这些框架之前,我们先看一下界面渲染的逻辑,其实这个逻辑一直到今天都没有变过,从PC到手机。我们可以把显示屏的渲染,比作电影的播放,都是一帧一帧展示的,只是因为展示的频率过快,所以人的肉眼感知不到而已。我们把一帧拿出来看,就是一副图画,在显示器播放之前,实际上操作系统会提前缓存这个图画,这样显示器可以按照固定的频率播放这个缓存,而我们的应用程序实际上是在这个缓存的画布上作画。
  我们来看这个缓存的画布存储是什么样的,实际上就是像素的矩阵,我们对这个画布的渲染实际上是大量的矩阵操作。实际上我们的CPU是不擅长这个工作的,这就导致了GPU的出现。CPU更像是大学教授、专家,少而精,他擅长各种复杂逻辑处理和计数;GPU更像是富士康工厂,单个人都是普通工人,复杂逻辑计算搞不定,但是重复性的劳动,效率极高,所以你看现在人工智能时代,GPU这个特点就又被充分利用起来。
  操作系统上,我们可不止会安装一个软件,每个软件都有他的界面渲染需求,操作系统是如何平衡每个程序的呢?如何让各个程序有序地在这个画布上作画的呢?实际上各家操作系统在这块的架构基本上相同的。操作系统会让每个软件有一个界面主线程来作画,同时操作系统与这个主线程之间通过消息来传递信息,比如用户在界面上的各种操作,点击、拖动啊等等,都是通过消息来传递。只要软件没有退出,这个主线程就要一直执行下去。如果大家写过MFC程序,就会知道每个软件都会有一个消息Loop段代码,就是这个界面主线程,我把逻辑关系和代码段放到图1和图2,大家可以看一下。
  
图1-UI消息分发逻辑图
  图2-消息处理代码段
  大家可以看到,界面绘制方面,操作系统通过消息机制,很好地和各个软件之间解耦,同时又达到了高效的协作。我们可以在很多地方看到这样的设计模式,消息其实就是一种协议,从软硬件之间的结合,到操作系统内核态与用户态的协作,再到异构系统之间的MQ通讯,甚至到互联网底层的整个Http协议栈,每个地方都可以看到这种模式的身影。
  现在,大家再做桌面应用,无论PC还是手机,其实很少再写这种消息Loop代码了。原因很简单,因为现在的控件化已经做的很好了,技术演进让我们站在了前人的肩膀上,可以更专注在业务本身。当然,我们也可以通过一些遗留的小地方,看到这些逻辑存在的痕迹。比如我们不能在业务处理的线程中直接访问界面控件,了解了这背后的机理,就很清楚了,因为控件只能在界面主线程中访问,绘制的过程是操作系统统一协调的,资源句柄是不允许各个软件自己争用的。再比如,我们不能在界面主线程中做业务复杂的操作,因为这会降低界面绘制的效率,出现卡顿的问题。
  总结一下,我们今天聊了单机应用程序界面绘制的机理,下一篇,我们来看看控件化是怎么封装这个复杂度的。

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